در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
امواجی نادیدنی به وسعت تمام زندگی
دورتادور ما را امواج نامرئی احاطه کرده اند که اگر چه آنها را نمی بینیم ، زندگی روزانه ما را در کنترل خود دارند. امواج رادیو و تلویزیون ، امواج مخابراتی و سیستم های بی سیم و دهها گونه موج مختلف هر لحظه در اطراف ما حضور دارد.
امواج رادیویی یکی از گسترده ترین و مهمترین گونه این امواج اند که از روی زمین تا اعماق فضا به مدد انسان می آیند.
برای آن که دید روشن تری از این امواج کارساز به دست بیاوریم به سراغ دکتر مهتا مقدم استاد دانشگاه میشیگان رفتیم.
بانویی که تحقیقات او در زمینه رادارها از کاربردهای وسیع پزشکی آن تا اکتشاف فضایی بی نظیری چون ماموریت کاسینی - هویگنس را در بر می گیرد.
وقتی با بسیاری از مردم صحبت می کنیم متوجه می شویم که عمدتا دید روشنی نسبت به علوم راداری ندارند و زمانی که اکثر مردم این کلمه را می شنوند بلافاصله ذهن آنها متوجه کاربردهای نظامی و ناوبری آن می شود.از دید شما به عنوان یک دانشمند علوم راداری ، این دانش دقیقا چه مفهومی دارد و چه بازه ای از کاربردها را شامل می شود؛
با شما موافقم که رایج ترین تصویری که از دانش راداری در ذهن مردم وجود دارد صفحه ای است که هر از چند گاهی علامتهایی روی آن ظاهر می شود و به کمک آن می توان جایگاه هدف احتمالی را که مورد نظر است تشخیص داد ؛ اما همانطور که شما هم اشاره کردید ، امروزه دانش راداری کاربردهای فراوان دیگری نیز دارد. کلمه رادار RADAR خلاصه عبارت تشخیص و اندازه گیری رادیویی یا Radio Detection and Ranging است. بنابراین از لحاظ لفظی رادار به معنی استفاده از امواج رادیویی برای تشخیص و تعیین اهداف گوناگون و تعین محل آنها است.
امواج رادیویی در واقع چیزی نیستند جز بازه وسیعی از امواج طیف الکترومغناطیس که از فرکانس های چند صد کیلو هرتز تا 100 گیگا هرتز را شامل می شوند. چنین بازه وسیعی به محققان اجازه می دهد تا کاربردهای گوناگونی را از این امواج بگیرند و استخراج کنند. بسته به طول موج ( یا فرکانس) موج مورد نظر می توان کاربردهایی چون جستجوی منابع زیر سطحی (مانند نفت) یا ارتباطات کوتاه و تعیین ساختارهای سطحی به کار رود.
در واقع کاربردهای نظامی مبتنی بر تعیین هدف تنها یکی از دهها کاربرد گوناگون این ابزار قدرتمند است. ضمن این که می توان ازامواج رادیویی در هواپیماها و سفاین فضایی استفاده کرد تا علاوه بر استفاده های مخابراتی به عنوان چشمان انسان در ارتفاع عمل کنند و تصاویر دقیقی را در اختیار محققان قرار دهند که امکان دیدن آنها در طول موج مرئی وجود ندارد.
|
دانش راداری ابزاری ضروری در آینده تحولات فنی به شمار می آید که هر روزکاربرد جدیدی به آن اضافه می شود |
هنگامی که شما فرکانس موج را افزایش می دهید - یا به طور معادل طول موج آن را کاهش می دهید - عمق نفوذ امواج نیز کاهش می یابد. به همین دلیل یکی از اهدافی که بسیاری از محققان در این زمینه دنبال می کنند تلاش برای بیشینه کردن قدرت تفکیک بدون نیاز به افزایش فرکانس (که منجر به کاهش عمق نفوذ می شود) است. این هدف چندان ساده و سهل الوصولی نیست. به خصوص زمانی که شما با هدف کوچکی مانند مراحل اولیه رشد یک تومور سروکار دارید با توجه به حد پراش (تفرق) کمینه اندازه جسمی که می تواند با یک موج رادیویی شناسایی شود معادل نصف طول موج آن است. یعنی اگر بخواهید جرمی را (در هوا) که یک سانتیمتر طول دارد تفکیک کنید ، نیازمند طول موجی 2 سانتیمتری یا فرکانسی 15 گیگا هرتزی هستید. البته اگر جرم هدف شما در یک محیط واسطه مانند بدن انسان قرار داشته باشد این فرکانس کاهش خواهد یافت ؛ اما باز هم در حد چند گیگا هرتز باقی می ماند که امکان نفوذی بیش از یک تا 2 سانتیمتر درون بدن را ندارد.
کار مهمی که چند سال پیش ما آن را از لحاظ نظری ثابت کردیم و می تواند گام بزرگی در این زمینه باشد این بود که نشان دادیم امکان رسیدن به یک ابر تفکیک در این خصوص وجود دارد. با کمک این روش قدرت تفکیک از حدود یک دوم به یک دهم طول موج بهبود پیدا می کرد.
یکی از کاربردهای جذاب علوم راداری کاربردهای وسیعی است که در شاخه ای همانند اکتشافات فضایی دارد.شما سالها به عنوان دانشمند علوم راداری در JPL همکاری کرده اید و ازجمله در سیستم راداری ماموریت بی نظیر کاسینی - هویگنس نقش داشته اید. از علوم راداری در این ماموریت ها چه استفاده هایی می شود؛
آژانس های فضایی و بخصوص JPL در NASA کاربردهای فراوانی از علوم راداری را مورد استفاده قرار می دهند. ماموریت SeaSAT در سال 1978 تصاویر باورنکردنی و غیرقابل انتظاری را با کمک امواج راداری از سطح و اقیانوس های زمین ارائه کرد و پس از آن در سالهای دهه 90 برای نخستین بار این امواج رادیویی فضاپیمای ماژلان بودند که انسان را با خود به سطح زهره ابرآلود بردند و پرده از چهره این سیاره برداشتند و دانشمندان توانستند برای نخستین بار سطح این سیاره را به طور رادیویی رصد کنند.
این کاربردها که تنها ذکر گوشه ای از آن فهرستی طولانی را در بر می گیرد در هر ماموریت فضایی به نوعی تکرار می شود و آخرین کاربردهای جذاب آن را در ماموریت کاسینی - هویگنس دیدیم.
در این ماموریت رادارهای کاسینی در باند Ku برای نخستین بار از سطح تیتان تصویربرداری کردند و این قبل از فرود هویگنس بر سطح آن بود. درباره این ماموریت من همکاری خود را با این پروژه از سال 1994 آغاز کردم و تا زمان پرتاب آن در سال 1997به طور کامل روی آن کار می کردم.
از سال 1997 تا 2000 نیز به طور نیمه وقت در تحلیل سیستم های راداری فضاپیما به این پروژه کمک می کردم و در واقع به عنوان مهندس سیستم های تیم راداری کاسینی باید نسبت به هماهنگ بودن فعالیت های بخش راداری با بقیه قسمتها و هماهنگی اعضای تیم نظارت می کردم و نسبت به مسائل این تیم پاسخگو بودم.
گذر این سفینه از کنار زمین و ارسال داده های اندک آن باعث شد فرصتی به دست آید تا نسبت به سلامت عمل سیستم های آن اطمینان حاصل کنیم و نسبت به موفقیت ماموریت امیدوار باشیم.
نظر شما به عنوان متخصصی که سالها در قلب تحقیقات مربوط به علوم راداری قرار داشتید درخصوص اهمیت چنین دانشی برای کشورهای در حال توسعه نظیر ایران چیست؛
قطعا علوم راداری و بویژه مبحث سنجش از دور با توجه به کاربرد گسترده ای که دارد مورد توجه کشورهای در حال توسعه است.با کمک قدرتی که این سیستم ها به شما می دهد این توانایی را می یابید تا منابع زیرزمینی را شناسایی کنید یا از وضعیت منابع سطحی چون جنگلها اطلاع پیدا کنید و حتی در جایی مانند تهران که خطر بزرگی مانند زلزله آن را تهدید می کند در موارد ضروری با کمک این سیستم ها مناطق خسارت دیده و در معرض خطر را مشخص کرده و به سراغ آنها رفت و امدادرسانی را انجام داد. ضمن این که امکانات گسترده ای برای همکاری های بین المللی در این خصوص وجود دارد که می توان آنها را با حضور کشورهای گوناگون برنامه ریزی و اجرا کرد.
در سالهای اخیر با رشد چشمگیری که عرصه های گوناگون فناوری به خود دیده اند بسیاری از شاخه های علوم دچار تحول شده اند. گمان می کنید در سالهای آتی چه بخشهایی از علوم راداری بیش از پیش در معرض توجه محققان قرار گیرد؛
کاربردهای گوناگونی از این دانش در حال رشد و افزایش هستند ؛ اما یکی از بخشهایی که به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است ، استفاده از سیستمهای راداری برای ترسیم نقشه های توپوگرافیک مناطق مختلف زمین است. با کمک چنین سیستمهایی می توان تغییراتی را که در درک پدیده زلزله کمک می کند مورد بررسی قرار داد و حتی با کمک آنها به پیش بینی پدیده ای مانند آتشفشان ها پرداخت.
یکی دیگر از این حوزه ها نیز که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است ، استفاده از امواج راداری برای بررسی های تحت الارضی و اکتشافات منابعی است که در زیر سطح وجود دارد و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است تا بتوان دقت این روشها را تا حد امکان افزایش داد و البته تحقیقات بنیادی در کار این شاخه های کاربردی کماکان ادامه خواهد داشت.
چشم انداز آینده علوم راداری را چگونه ارزیابی می کنید؛
من دانش راداری را به عنوان ابزاری ضروری در آینده تحولات فنی می دانم و هر روز که می گذرد شاهد تحول چشمگیرتر آنها هستیم و هر روز کاربرد جدیدی به آن اضافه می شود. بزرگترین چالشی که در حال حاضر پیش روی ما است ، تلاش برای کاهش وزن و اندازه سیستم های راداری بدون از دست دادن سطح کیفی داده ها هستیم. با انجام این کار در آینده هزینه این سیستم ها نیز کاهش پیدا خواهد کرد و بالطبع استفاده از آنها گسترش بیشتری خواهد یافت. چالش دیگر پیش روی محققان این رشته تحلیل نظری و مدل سازی بر مبنای داده های راداری است. هنوز استخراج اطلاعات با معنی از تصاویر راداری کاری پرزحمت به حساب می آید و کارهای بسیاری را در این زمینه باید دانشمندان به انجام برسانند که نتایج آن را در آینده شاهد خواهیم بود.
|
طیف الکترومغناطیس امواج رادیویی بخش بزرگی از طیف الکترومغناطیس را تشکیل می دهند. اما این طیف الکترومغناطیس چیست؛ شاید ما بیش از هر چیزی در زندگی خود با نور آشنا باشیم. ابزاری که جهان اطراف ما به واسطه آن دیدنی می شود و چشمان ما می توانند انواع آن را تشخیص دهند و به جهان رنگ دهند. آنچه ما به عنوان انواع طیف نوری (که جلوه ای از آن را در رنگین کمان ها می بینیم) در واقع موجی الکترومغناطیس است که طول موج آن (فاصله بین 2 تناوب متوالی آن) از 4000آنگستروم آغاز و به 7000 انگستروم ختم می شود. اما این امواج که برای چشم ما مریی است ، تنها بخش کوچکی از بازه بسیار وسیع تری را شامل می شود که طول موج آن از حدود 10 به توان -12 متر آغاز و 10 به توان 4 متر و بالاتر از آن ادامه می یابد. هر چه طول موج بالاتر باشد (یا به طور معادل فرکانس پایین تر باشد) انرژی آن موج نیز کمتر می شود. به همین دلیل امواج گاما و یا ماورائبنفش انرژی بیشتری از مادون قرمز دارند. امواج رادیویی بازه وسیعی از طول موج چند میلی متری تا چند متری را شامل می شوند. تمام امواج الکترومغناطیس و ازجمله نور مرئی در خلائ با سرعتی معادل سرعت نور منتشر می شوند. |
پوریا ناظمی
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
گزارش «جامجم» درباره دستاوردهای زبان فارسی در گفتوگو با برخی از چهرههای ادب معاصر
فارسی، زبان گفتوگوی جهان
معاون وزیر بهداشت:
