ارسالها: 297
#254
Posted: 9 Sep 2012 00:26
آتش در فضا مانند همزاد زمینی خود هم می‌تواند مفید باشد و هم بلای جان. اصولا با اینکه بیش از ۵۰ سال از آغاز عصر فضا می گذرد، هنوز هم نیروی اصلی پیشران در فضا از سوختن دو ماده شیمیایی در کنار هم تامین میشود. از این رو افزایش علم و دانش بشر به احتراق و سوختن مواد در فضای ماوراء جو، جایی کهبی وزنی حکمفرماست برای آینده سفرهای فضایی بشر واجب و ضروری است. از دیگر سو امروزه در هر لحظه حداقل شش فضانورد در فضا زندگی می‌کنند. ایستگاه بین‌المللی فضایی که تا همین اواخر و قبل از ارسال ایستگاه فضایی چینی‌ها تنها مقصد مداری انسان محسوب می‌شد، همیشه شاهد حضور انسانهای شجاعی در عرشه خود است که برای بقا به اکسیژن نیاز دارند. وجود اکسیژن در یک کابین فضایی که مملو از سیم‌های برق فراوان در دیواره‌های خود است و وجود مواد قابل احتراق فراوانی که اطراف آنها را دربرگرفته است، شرایط بسیار عالی و بی‌نظیری برای یک فاجعه آتش‌سوزی را در دل نهفته دارد. این هم دومین دلیل مهم برای مطالعه فرایند احتراق در فضا و در شرایط بی وزنی است.
اینجا و روی زمین که گرانش وجود دارد، آتش باعث گرم و در نتیجه سبک شدن هوا می شود. هوای گرم و سبک بالا می رود و هوای سرد و تازه که مملو از اکسیژن است، جای آن را اشغال می نماید. همین موضوع ساده باعث شعله‌ور شدن آتش میشود. اما در داخل یک کابین فضاپیما و در فضا، جایی که بی وزنی حاکم است و بالا و پایینی وجود ندارد، قطعا فرآیند سوختن مواد باید فرم متفاوتی داشته باشد.
شعله اساسا محصول قابل دیدن یک فرایند شیمیایی گرماده است. مفهوم این حرف این است که وقتی دو ماده در شرایط خاصی با هم ادغام شوند و در نتیجه آن گرما تولید شود٬ می‌توان انتظار دیدن شعله آتش را داشت. از نظر فیزیکی شعله حالت چهارمی از ماده است که آن را پلاسما می‌نامند. پلاسما مخلوط گازی است که در اثر حرارت بسیار یونیزه شده و اتمهای گاز، یک یا تعدادی از الکترون‌های خود را از دست داده و یا آنها به لایه‌‌های بالاتری از سطح انرژی منتقل شده‌اند.در چنین حالتی چنانچه اتمهای برانگیخته شده فرصتی برای برگشتن به حالت عادی خود پیدا کنند٬ نوری از خود ساطع خواهند کرد که رنگ آن بستگی به میزان برانگیختگی اولیه آنها٬ دمای شعله٬ جنس سوخت٬ وجود میزان کافی اکسیژن و یا هر اکسیدکننده دیگر و پارامترهای فراوان دیگری دارد.
اما شعله‌ها در زمین غیر از رنگ مسحور کننده٬ شکل خاطره‌انگیز و رقص به یادماندنی نیز دارند. شاید تعجب کنید اگر بدانید که این همه به گرانش ربط دارد. وقتی شعله‌ای در ریشه آتش شکل می‌گیرد٬ دمای محیط اطراف خود را گرم می کند. هوای گرم٬ منبسط شده و سبک میشود و به طبعیت از قانون شناوری بالا می رود و جای خود را به هوای سرد سنگین‌تر می‌دهد. هوای سرد که اتفاقا سرشار از اکسیژن است آتش را شعله‌ورتر ساخته و این فرآیند تکرار میشود. همین آمد و شد هوا تازه باعث میشود که همواره در کنار منبع آتش٬ جریانی از هوا به سمت بالا وجود داشته باشد. همین جریان هوای بالا رونده است که شکل کاج مانند و لرزان شعله را ممکن می‌سازد.
اما در مدار زمین و جایی که شرایط میکروگرانشی بر کشتی فضایی و سرنشینان آن حاکم است٬ قوانین همرفت گرمایی و شناوری سیالات دیگر حکمفرما نیست٬ چراکه این قوانین اصالتا بر پایه وجود گرانش استوار هستند. از این رو جریان بالارونده‌ای که ذکرش رفت وجود نخواهد داشت و شعله در فضا به شکل کره در خواهد آمد. کره آبی کم فروغ و کم حرارتی که آن را شعله سرد نیز می نامند. یک شمع در زمین هنگام سوختن حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات انرژی اعم از گرمایی و روشنایی تولید می‌کند. در مقایسه همین شمع در فضا و در بهترین شرایط تنها قادر به تولید ۲ تا ۳ وات انرژی است. اما شعله‌های فضایی از یک نگاه بی‌نظیرند. شعله‌های یک آتش فضایی کامل‌ترین و پاک‌ترین شعله‌هایی هستند که ما می‌شناسیم.
شعله‌ها در فضا می‌توانند بسیار کم فروغتر و کم انرژی تر از شعله‌های زمینی باشند و این بدان مفهوم است که در صورت ایجاد یک آتش‌سوزی در فضا٬ چند شعله کوچک سرگردان که سرگرم سوزاندن قطراتی از مثلا یک قطعه پلاستیک ذوب شده هستند٬ می‌توانند از محل اصلی آتش سوزی جدا شده و معلق٬ در فضای داخلی فضاپیما این طرف و آن طرف بروند و در حالی که فضانوردان سرگرم خاموش کردن آتش اصلی هستند٬ در جایی دیگر از فضاپیما مقدمات یک آتش‌سوزی دیگر را ایجاد نمایند. به همین دلیل است که مطالعه و بررسی علمی پدیده آتش‌سوزی در فضا اهمیت بسیار دارد.
الان نزدیک به سه سال است که یک استاد دانشگاه از مدرسه مهندسی ژاکوب در دانشگاه کالیفرنیا به نام فرمن ویلیامز مشغول مطالعه روی فرآیند احتراق در ایستگاه بین‌المللی فضایی است. اما نکته جالب در مورد این پرفسور این است که حتی برای یک بار هم به فضا سفر نکرده است. همه این آزمایشها از مرکز تحقیقات فضایی جان گلن و به صورت کنترل از راه دور صورت می‌گیرد.تجهیزات آزمایشگاهی این پژوهشگر و همکارانش در ماژول دستینی ایستگاه بین‌المللی فضایی و به عنوان بخشی از مجموعه آزمایشگاهی احتراق در بی وزنی قرار دارند. در این آزمایشگاه کنترل از راه دور محفظه احتراقی وجود دارد که می تواند شرایط اتمسفری مختلفی را تولید و قطراتی از مواد گوناگون آتش گرفته را به عنوان سوخت در آن رها نماید.
انجام آزمایشات مختلف در این آزمایشگاه فضایی کنترل از راه دور که FLEX نامیده میشود٬ نشان داد که بی وزنی باعث می شود تا قطره سوخت مورد نظر در داخل محفظه احتراق معلق باقی مانده و با توجه به شرایط گازی داخل محفظه احتراق آنقدر بسوزد تا تمام شود.
دانشمندان با این تجهیزات آزمایشگاهی واقع در عرشه ایستگاه بین‌المللی فضایی قصد دارند که دانش خود را درباره چگونگی احتراق در شرایط بی وزنی ارتقا دهند تا ضمن افزایش توانایی‌های بشر برای جلوگیری از وقایع ناخوشایند، بتوانند حداکثر بهره ممکن را نیز از قطره قطره سوخت خود در مدار زمین و یا مسیر سفر به مریخ کسب نمایند.
ویلیامز و همکارانش تلاش دارند تا با رها کردن قطره ای از سوختهای مختلف در شرایط آزمایشگاهی دریابند که مرز خاموش شدن یا شعله ور شدن یک قطره سوخت تا چه حد به وجود اکسیژن و دی اکسید کربن وابسته است.
از آنجاییکه سیستمهای اطفای حریق در ایستگاه بین‌المللی فضایی از دی اکسید کربن برای مبارزه با آتش استفاده می کنند، نتایج این آزمایشها می‌تواند برای فضانوردان نوید ناو فضایی امن‌تری را بدهد. البته این اولین باری نیست که پدیده آتش در فضا بررسی میشود. قبلا هم ویلیامز یک آزمایشگاه فضایی به نام Spacelab طراحی کرده بود و آن را در محفظه بار شاتل فضایی راهی مدار زمین نموده بود.
ویلیامز از وقتی دانشجوی مقطع کارشناسی بود عاشق مطالعه پدیده آتش گردید. یک روز که او طبق معمول سر کلاس نشسته بود٬ استادش معادلات حاکم بر احتراق را روی تابلو نوشت. ویلیامز که پیچیدگی این پدیده را فهمید با خود فکر کرد که می‌تواند عمری از آتش نان به دست آورد و اینچنین شد که زندگی حرفه‌ای آتشینی برای خود برگزید.
دور اول تحقیقات ویلیامز در فضا سال گذشته و پس از دو سال آتش بازی در فضا پایان یافت٬ اما او بیکار ننشست و فورا طرح جدیدی برای ناسا فرستاد تا دور دوم آزمایشات در ایستگاه بین المللی فضایی را از سال جاری آغاز نماید.
دیگر هیچ مزه ای دلچسب نخواهد بود...
من تمام حس چشاییم را...
روی لبانت...
جا گذاشته ام
ارسالها: 297
#255
Posted: 11 Sep 2012 16:31
مورچه ها مبدع اینترنت هستند
دو محقق دانشگاه استنفورد در ادعايي عجيب عنوان كردند كه الگوريتم مورد استفاده توسط مورچه هاي سرخ شباهت زيادي با الگوريتم انتقال داده ها در اينترنت دارد و مي توان مورچه ها را مبدع اينترنت ناميد!
به گزارش ايسنا، پروفسور «دبورا گوردن» زيست شناس و «بالاجي پرابهكار» محقق رايانه دانشگاه استنفورد در طرحي مشترك شبكه زندگي مورچه هاي سرخ با نام علمي Pogonomyrmex barbatus را مورد بررسي قرار داده و دريافتند كه الگوريتم مورد استفاده اين مورچه ها شباهت زيادي به پروتكل كنترل انتقال (TCP) اينترنت دارد.
مورچه هاي سرخ از الگوريتم خاصي در كلوني خود استفاده كرده و مجموعه قوانين ساده اي را پيروي مي كنند، بگونه اي كه اگر اتفاق مشخصي روي داد، عكس العمل مشخصي را نشان مي دهند؛ در حقيقت مورچه ها بصورت كور كورانه از يكسري دستورات ثابت پيروي مي كنند.
الگوريتم مورد استفاده در كلوني مورچه ها كه از آن به نام Anternet (شبكه مورچه اي) ياد مي شود، در علم رايانه نيز مورد استفاده قرار مي گيرد و بعنوان مدلي براي بهينه سازي عمليات ها كاربرد دارد.
پروفسور «گوردن» طي دو دهه تحقيقات، زندگي مورچه ها را مورد بررسي قرار داده و دريافته است كه الگوريتمي كه مورچه ها براي بررسي ميزان موجودي غذا در كلوني مورد استفاده قرار مي دهند، مشابه الگوريتم مورد استفاده در پروتكل كنترل انتقال (TCP) است.
الگوريتم TCP ميزان انتقال داده ها در اينترنت را مورد برررسي قرار مي دهد. هر فايل بصورت مجموعه اي از بسته ها ارسال شده و براي هر بسته يك پيام تأييد صادر مي شود؛ اگر پيام هاي تأييد دير ارسال شوند، سرعت رايانه انتقال دهنده نيز افت پيدا مي كند و با ارسال سريع پيام ها سرعت نيز افزايش مي يابد.
اين مسأله در كلوني مورچه هاي سرخ نيز ديده مي شود؛ مورچه ها تا زمان يافتن غذا به كلوني باز نمي گردند و در صورت يافتن غذا به سرعت خود را به كلوني مي رسانند.
پروفسور «پرابهكار» معتقد است كه بررسي الگوريتم مورد استفاده در كلوني مورچه ها مي تواند به ايجاد شبكه هاي توزيع ساده و مقياس پذير منجر شود.
دیگر هیچ مزه ای دلچسب نخواهد بود...
من تمام حس چشاییم را...
روی لبانت...
جا گذاشته ام
ارسالها: 297
#256
Posted: 11 Sep 2012 17:29
نفوذ به درون مغز
اگر می خواهید اطلاعاتی به هیچ عنوان دست شخص دیگری نیُفتد چه می کنید؟ احتمالا مغز را تنها جای کاملا امن برای نگهداری آنها می دانید و از یادداشت این اطلاعات و یا نگهداری دیجیتال آنها خودداری می کنید. اما به نظر می رسد که به پایان این دوران نزدیک می شویم چرا که یک تیم محقق موفق به استخراج برخی اطلاعات حساس از درون مغز شده اند.
اینترفیس کامپیوتر-مغز که به طور خلاصه به آن BCI می گویند از دو دستگاه تشکیل شده: یک سخت افزار شبیه هدست با سنسورهای EEG که روی پوست سر قرار می گیرد. و یک نرم افزار که فعالیت مغز را تحت نظر دارد و سعی می کند بفهمد می خواهید چه کاری انجام بدهید. (مثلا به سمت چپ حرکت کنید، کلیک کنید، به جلو بروید و…)
از «بی سی آی» به طور معمول در پزشکی استفاده می شده و تجهیزات آن تقریبا گران قیمت به حساب می آمد. اما در چند سال اخیر آنها ارزان تر شده و به صورت تجاری با قیمتی حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ دلار در دسترس هستند. برای مثال می توانید مدل Emotiv را بخرید و پس از یک دوره آموزش کوتاه، کار کنترل ابتدایی کامپیوتر را با ذهن انجام دهید.
این دستگاه های تجاری دارای یک رابط برنامه نویسی هستند که برنامه نویس ها می توانند اطلاعات دریافتی از مغز را گرفته و روی تحلیل آنها با اپلیکیشن خودشان کار کنند. حالا محققین امنیتی از دانشگاه آکسفورد، ژنو و برکلی یک نرم افزار ساخته اند که به طور خاص برای یافتن اطلاعات محرمانه در مغز طراحی شده. اطلاعاتی مانند آدرس خانه، رمز کارت بانکی و تاریخ تولد.
اما چطور چنین چیزی امکان پذیر شده؟ آنها اپلیکیشن جدید شان را روی ۲۸ داوطلب که نمی دانستند تحت چه آزمایشی هستند، امتحان کردند و در ۱۰ تا ۴۰ درصد موارد توانستند اطلاعات مورد نیاز را از مغز آنها بیرون بکشند! (
در این بررسی آنها روی «پاسخ P300» تمرکز کرده بودند. یک موج مغزی کاملا مشخص که زمانی ظاهر می شود که مغز ما «چیزی را تشخیص داده باشد». مثلا وقتی یک چهره آشنا را می بینید این موج مغزی ایجاد میشود. یا چیزی می بینید که متناسب با کاری است که در حال انجام اش هستید. در این تحقیق تعداد تصویر حاوی نقشه مکان های مختلف، بانک ها، رمز عبور کارت بانک و… از مقابل چشم داوطلب ها عبور می کرد. هر زمان که موج P300 ایجاد می شد یعنی تصویر برای داوطلب آشنا بوده. در نتیجه محل زندگی، بانک و شماره رمز آنها مشخص می شده است!
با چنین وضعیتی اگر کمی بیشتر روی این اپلیکیشن کار شود احتمالا دقت آن بسیار بیشتر خواهد شد و تصورش را بکنید که باید منتظر چه چیزهایی باشیم. البته دفاع شما هم می تواند در این حالت این باشد که در چنین شرایطی به چیز دیگری فکر کنید. اما به هر حال بشر کم کم در حال نفوذ به درون مغز است و شاید تا چند سال دیگر آنجا محل امنی برای نگهداری اطلاعات به حساب نیاید.
دیگر هیچ مزه ای دلچسب نخواهد بود...
من تمام حس چشاییم را...
روی لبانت...
جا گذاشته ام
صفحه 26 از 162