موسسه علمی پژوهشی فری تز

مهندسی فضایی

مهندسی فضاییReviewed by Admin on Sep 14Rating:

آشنايي با گرايش مهندسي فضايي

الف. تعريف مأموريت مهندسي فضايي به زبان ساده

مهندسي فضايي يعني چه؟ معمولاً اين اولين سؤالي است که با بردن نام اين گرايش، شنيده مي‌شود. اگر بخواهيم خيلي ساده و خلاصه به اين سؤال پاسخ دهيم، بايد گفت که هر آنچه مربوط به طراحي و تحليل سيستمي وسايل پرنده خارج از جو مي‌شود، در حيطه کاري مهندسي فضايي است. فرايندهاي نجومي, طراحي ماموريت‌هاي فضايي، مکانيک مدارهاي فضايي و اکتشافات فضايي نيز جزو ديگري از کارهاي گرايش مهندسي فضايي است.

ب. تفاوت اساسي اين گرايش با چهار گرايش ديگر هوافضا

شايد بگوييد که تحليل و طراحي وسايل پرنده که در بقيه گرايش‌ها هم وجود دارد! بله، درست است. اما تفاوت اينجاست که متخصصان در گرايش مهندسي فضايي (Space Systems Engineering) بر روي تحليل و طراحي سيستمي تمرکز مي‌کنند.

براي روشن شدن اين تفاوت، روند طراحي يک وسيله پرنده را مرور مي‌کنيم: پس از دريافت نياز از مشتري (به اين نياز که به‌صورت عبارات فني بيان ميشه، مأموريت يا الزامات اوليه ميگويند) اولين کاري که انجام ميشه، تحليل الزامات، امکان‌سنجي و طراحي مفهومي است. خب! حالا فرض کنيم اين الزامات به‌صورت زير باشه:

 

حالا شما بفرماييد که طراحي موشک براي انجام اين مأموريت رو بايد از کجا شروع کرد؟!

چي؟….

احسنت! درسته. طراحي رو نميشه از طراحي سازه‌ي موشک، يا شکل آيروديناميکي اون يا از موتور اون شروع کرد. چون اصلاً هنوز هيچ اطلاعاتي از اين موارد در دست نيست. پس بايد کار رو از طراحي سيستمي موشک شروع کنيم. يعني با توجه به مأموريت تعريف‌شده، و انجام محاسبات و شبيه‌سازي‌هاي اوليه، به اين سؤال‌ها جواب بديم:

جرم موشکي که ميتونه اين مأموريت رو انجام بده چه قدره؟

براي انجام اين مأموريت به چه ميزان نيروي تراست نيازه؟

موشک موردنظر بايد چند مرحله داشته باشه؟

و ….

بعد از انجام طراحي سيستمي، تازه نوبت به متخصصان هدايت و کنترل، پيشرانش، سازه و آيروديناميک ميرسه که در اين موارد اظهار نظر کنند و تحليل‌ها و طراحي‌هاي موردنياز رو انجام دهند.

پس در طراحي سيستمي، محاسبات پايه و کلي يک سيستم پرنده انجام ميشه و در حقيقت، ورودي‌هاي تيم پيشرانش و کنترل و … تأمين ميشه. طبيعتاً براي اين‌که اين کار به‌درستي انجام بشه، لازمه که مهندس طراح سيستم، اطلاعات خوبي درباره هر کدوم از زيرسيستمهاي سيستمِ در دست طراحي داشته باشه.

فکر کنم ديگه کاملاً متوجه اهميت موضوع شديد؛ اين‌که بدون وجود طراحي سيستمي درست، همه زحمت‌هاي متخصصان ديگه، بي‌ثمر خواهد شد …

البته مثالي که درباره موشک ماهواره‌بر زده شد، براي هر سيستم فضايي ديگري هم وجود صادقه، مثل خود ماهواره، ايستگاه فضايي، کپسول زيستي، ….

به اين نکته هم بايد اشاره کرد که نزديک‌ترين گرايش به مهندسي فضايي، گرايش مکانيک پرواز و کنترل است. در واقع مباحث هدايت و کنترل در اين گرايش، جايگاه ويژه‌اي دارند.

ج. دسته‌بندي گرايش مهندسي فضايي

در حال حاضر توي کشور ما، مهندسان فضايي به دو دسته تقسيم مي‌شوند: يک دسته روي ماهواره و متعلقات اون کار مي‌کنند و دسته دوم روي ماهواره‌بر و متعلقاتش. اين موضوع، از سرفصل‌هاي موجود در گرايش مهندسي فضايي در کارشناسي ارشد هم به‌وضوح پيداست. در واقع اگر شما اين گرايش را براي مقطع کارشناسي ارشد انتخاب کنيد، بايد از ابتدا تکليفتان را مشخص کنيد که مي‌خواهيد در زمينه ماهواره فعاليت کنيد يا ماهواره‌بر؛ و بر اساس آن، دروس تخصصي‌تان را از بين موارد موجود انتخاب نماييد.

د. وضعيت اين گرايش در دانشگاه‌هاي کشور

دانشگاه‌ها و مؤسسات زير در اين گرايش در مقطع کارشناسي ارشد دانشجو مي‌پذيرند:

??دانشگاه صنعتي شريف

??دانشگاه صنعتي اميرکبير

??دانشگاه صنعتي خواجه‌نصيرالدين طوسي

??دانشگاه تهران

??دانشگاه صنعتي مالک اشتر

??دانشگاه شهيد بهشتي

??پژوهشگاه هوافضا

در ليست فوق، دانشگاه صنعتي خواجه نصير، نخستين دانشگاهي بود که اقدام به تأسيس اين گرايش و تصويب سرفصل‌هاي آن در وزارت علوم نمود و دانشگاه شريف و اميرکبير بعدازآن، اين گرايش را به دانشکده هوافضاي خود اضافه کردند.

دانشگاه اميرکبير، معمولاً دانشجويان اين گرايش را به‌صورت بورسيه سازمان‌هاي مختلف مي‌پذيرد؛ يعني شما در صورت تحصيل در اين گرايش، تا چند سال به سازمان مربوط، تعهد خدمت داريد.

گروه هوافضاي دانشگاه تهران (در دانشکده علوم و فنون نوين) هم در سال ?? براي اولين بار، اقدام به پذيرش دانشجو در اين گرايش کرده.

کيفيت اين گرايش در دانشگاه هاي ارائه کننده هوافضا از نظر کارشناسان مشاور سايت مرکز مهندسي هوافضا به صورت زير دسته بندي مي شوند:

? دانشگاه صنعتي شريف

? دانشگاه صنعتي خواجه نصير

? دانشگاه اميرکبير

? دانشگاه صنعتي مالک اشتر

? پژوهشکده هوافضا

? دانشگاه شهيد بهشتي

? دانشگاه تهران

اگر راستش را بخواهيد، تعداد اعضاي هيئت‌علمي اين گرايش در کشور که مدرک و تخصص دانشگاهي‌شان در گرايش فضايي باشد، به تعداد انگشتان دست هم نمي‌رسد؛ اما بيشتر اساتيد عزيزي که دروس تخصصي اين گرايش را تدريس مي‌کنند، کساني هستند که تجربياتي در صنايع فضايي و موشکي کشور داشته‌اند. (در برخي موارد هم ديده شده که افراد، توهم تجربه در صنايع فضايي را دارند!)

دروس تخصصي اين گرايش تقريباً در همه دانشگاه‌ها طبق رويه‌هاي غربي ارائه مي‌شود (به‌جز دانشگاه خواجه نصير که متمايل به رويه‌هاي بلوک شرق است)

دانشگاه خواجه نصير و دانشگاه مالک اشتر، داراي آزمايشگاه تحقيقات فضايي هستند و تاکنون پروژه‌هاي نسبتاً خوبي را به‌صورت آزمايشگاهي و صنعتي انجام داده‌اند. براي اطلاعات بيشتر مي‌توانيد به سايت اين دو آزمايشگاه به اين آدرس و اين آدرس سري بزنيد. در دانشگاه شريف نيز در دو زمينه سيستم هاي کنترل و هدايت و سيستم هاي فضايي جديداً آزمايشگاهي تاسيس شده است. ديده شده که تعداد کمي از دانشجويان و فارغ‌التحصيلان اين گرايش در اين آزمايشگاهها، در آزمايشگاه‌هاي مذکور مشغول کار شده‌اند (به طور واضح، منظور از کار، اين است که از کار تخصصي شان پول هم در مي‌آيد).

ه. دروس تخصصي اين گرايش در کارشناسي ارشد

طراحي سيستمي ماهواره
طراحي سيستمي ماهواره‌بر
ديناميک و کنترل پرواز ماهواره
ديناميک پرواز و کنترل فضاپيما ?? کاربرد اطلاعات دورسنجي (اختياري)
مکانيک مدارهاي فضايي پيشرفته (اختياري)
سيستم‌هاي اتوماتيک در فضا (اختياري)
کنترل بهينه ( اختياري)
الگوريتم هاي بهينه يابي ( اختياري)
هدايت و ناوبري ( اختياري)
براي مشاهده ليست کامل دروس اين گرايش، اينجا را نگاه کنيد.

و. چالش‌هاي مهندسي فضايي در ايران

يکي از چالش‌هاي مهم در اين گرايش، آموزش آن است؛ اگه واضح‌تر بخواهيم صحبت کنيم، رسوب دانشي خوبي در زمينه دروس تخصصي اين گرايش وجود نداره. به‌عنوان کسي که جزوه چند دانشگاه رو در دروس تخصصي اين رشته ديده‌ام، بايد بگويم که متأسفانه آنچه که در دروس اصلي اين گرايش (طراحي سيستمي ماهواره و ماهواره‌بر) در دانشگاه‌ها تدريس ميشه، عمدتاً با فضاي واقعي طراحي در صنعت خيلي فاصله داره و کسي که اين دروس رو ميگذرونه، ديد جامع و سيستمي پيدا نميکنه و نميتونه نيازهاي صنعت رو برطرف کنه.

چالش بعدي، در محيط‌هاي کاري مرتبط با اين گرايش است. با وجود پيشرفت‌هاي چشمگير کشور در عرصه هوافضا در ده سال گذشته، هنوز در بعضي از مکان‌ها در اين صنايع، طراحي سيستمي را امري مستحب مي‌دانند! و ارزش بالايي براي آن قائل نيستند.

ز. نرم‌افزارها و مهارت‌ها

نرم‌افزارهاي خاص اين گرايش، انگشت شمارند و بيشتر امور طراحي و تحليل، با کدنويسي در زبان‌هاي برنامه‌نويسي متداول انجام مي‌گيرد.

به‌عنوان‌مثال، يکي از امور مهم در تحليل‌ها و طراحي سيستمي، شبيه‌سازي‌هاي مختلف است. موضوع شبيه‌سازي، مي‌تواند جنبه‌هاي مختلف سامانه باشد. شبيه‌سازي ديناميکي (که به آن شبيه‌سازي n درجه آزادي هم ميگويند) يکي از اين موارد است؛ مواردي مثل شبيه‌سازي حرارتي، سازه‌اي و … همه در جاي خود بسيار مهم هستند.

دیدگاه شما

( الزامي )

(الزامي)