نجوم در زندگی روزمره

نجوم در زندگی روزمره

انتقال اطلاعات و فناوری‌ها

• نجوم و صنعت

برخی از مفیدترین نمونه‌های انتقال فناوری بین حوزه نجوم و صنعت پیشرفت در تصویربرداری و ارتباطات است.

برای مثال، فیلمی به نام Kodak Technical Pan که طیف‌سنجان پزشکی و صنعتی، عکاسان صنعتی و هنرمندان از آن استفاده می‌کنند، در اصل برای ستاره‌شناسان خورشیدی ساخته شده است تا بتوانند تغییرات ساختار سطحی خورشید را ثبت کنند. علاوه بر این، توسعه این نوع فیلم‌ها که مجددا به دلیل نیازهای ستاره شناسان انجام شد، برای چندین دهه برای شناسایی محصولات و جنگل‌های بیمار، در دندانپزشکی و تشخیص پزشکی و تشخخیص جعل های هنری مورد استفاده قرار گرفت.

سنسورهای ضبط تصویر برای تصاویر نجومی، معروف به Charge Coupled Devices (CCD)، اولین بار در نجوم در سال 1976 مورد استفاده قرار گرفتند. در طی چند سال، آنها نه تنها در تلسکوپ‌ها، بلکه در دوربین‌های شخصی، وب کم‌ها و تلفن‌های همراه نیز جایگزین فیلم شدند. بهبود و محبوبیت CCD ها به تصمیم ناسا برای استفاده از فناوری CCD بسیار حساس در تلسکوپ فضایی هابل نسبت داده می‌شود.

در حوزه ارتباطات، نجوم رادیویی انبوهی از ابزارها، دستگاهها و روشهای پردازش داده های مفید را فراهم آورده است. بسیاری از شرکتهای ارتباطی موفق در اصل توسط ستاره‌شناسان رادیویی تاسیس شده‌اند. زبان رایانه‌ای FORTH در ابتدا برای استفاده توسط تلسکوپ 36 فوت Kitt Peak ایجاد شد و زمینه را برای یک شرکت بسیار سودآور (Forth Inc) فراهم کرد. این زبان هم اکنون توسط FedEx در سراسر جهان برای خدمات ردیابی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برخی دیگر از نمونه‌های انتقال فناوری بین نجوم و صنعت در زیر آمده است:

شرکت General Motors برای تجزیه و تحلیل داده‌های تصادفات اتومبیل از زبان برنامه نویسی نجوم Interactive Data Language (IDL) استفاده می‌کند.

اولین امتیاز ثبت اختراع برای تکنیک‌های تشعشع گرانشی – که با شتاب دادن اجسام عظیم تولید می‌شود – توسط یک شرکت خریداری شده است تا به آنها در تعیین پایداری گرانشی مخازن زیرزمینی نفت کمک کند.

شرکت ارتباطات از راه دور AT&T از امکانات کاهش و تجزیه و تحلیل تصویر (IRAF) – مجموعه‌ای از نرم افزارهای نوشته شده در رصدخانه نجوم نوری ملی – برای تجزیه و تحلیل سیستم‌های رایانه‌ای و گرافیک فیزیک حالت جامد استفاده می‌کند.

Larry Altschuler، یک ستاره شناس است که از طریق بازسازی تاج خورشید در پروژه‌های خود، به توسعه توموگرافی (فرایند تصویربرداری در بخش ها با استفاده از یک موج نافذ) کمک کرده است.

• نجوم و هوافضا

بیشترین فناوری مشترک هوافضا و نجوم در زمینه تلسکوپ و سخت افزار، ابزارهای تصویربرداری و تکنیک‌های پردازش تصویر است.

از زمان توسعه تلسکوپ‌های فضایی، کسب اطلاعات در زمینه دفاع با از استفاده از تکنیک‌های دفاعی از زمینی به هوایی و فضایی تبدیل شده است. ماهواره های دفاعی اساسا تلسکوپی هستند که به سمت زمین هدایت می‌شوند و به فناوری و سخت افزار یکسان با ماهواره های نجومی خود نیاز دارند. علاوه بر این، در پردازش تصاویر ماهواره‌ای از همان نرم افزار و فرایندهای تصاویر نجومی استفاده می‌شود.

در زیر چند نمونه خاص از تحولات نجومی مورد استفاده در صنعت دفاع آورده شده است:

از رصد ستارگان و مدل‌های جو ستاره‌ای برای تمایز بین ستون‌های موشک و اجرام کیهانی استفاده می‌شود. همین روش اکنون برای استفاده در سیستم‌های هشدار زودرس در دست بررسی است.

مطالعه و بررسی توزیع ستارگان در آسمان که برای تنظیم تلسکوپ‌ها استفاده می‌شود، در مهندسی هوا فضا نیز به کار می‌رود.

ستاره‌شناسان شمارنده فوتون‌های خورشیدی را تولید کردند، دستگاهی که ذرات نور را در طول روز اندازه‌گیری می‌کند، بدون اینکه در معرض ذرات ناشی از خورشید قرار بگیرد. از این ویژگی اکنون برای تشخیص فوتونهای ماورای بنفش (UV) حاصل از اگزوز موشک استفاده می‌شود و امکان ایجاد یک سیستم هشدار موشک UV بدون دزدگیر کاذب را فراهم می‌کند. از همین فناوری می توان برای شناسایی گازهای سمی نیز استفاده کرد.

ماهواره‌های سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) برای این که بتوانند موقعیت دقیق را تعیین کنند به اجرام نجومی مانند کوازارها و کهکشان‌های دوردست متکی هستند.

• نجوم و انرژی

از روش‌های نجومی می‌توان برای یافتن سوخت‌های فسیلی جدید و همچنین ارزیابی امکان منابع انرژی تجدید پذیر جدید استفاده کرد.

دو شرکت نفتی، Texaco و BP، از IDL برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های اصلی در اطراف میادین نفتی و همچنین تحقیقات عمومی نفت استفاده می‌کنند.

یک شرکت استرالیایی به نام Ingenero کلکتورهای تشعشع خورشیدی ایجاد کرده است تا انرژی خورشید را برای انرژی روی زمین مهار کند. آنها کلکتورهایی با قطر حداکثر 16 متر ایجاد کرده‌اند که تنها با استفاده از یک ماده کامپوزیت گرافیت تهیه شده برای یک آرایه تلسکوپ در مدار امکان پذیر است.

از فناوری طراحی شده برای تصویربرداری اشعه ایکس در تلسکوپ‌های اشعه ایکس، که باید متفاوت از تلسکوپ های نور مرئی طراحی شوند، اکنون برای کنترل همجوشی پلاسما استفاده می‌شود. اگر کنترل همجوشی (‌وقتی دو هسته اتمی سبک برای تشکیل هسته سنگین‌تر به هم متصل می‌شوند) امکان‌پذیر باشد، این موضوع می‌تواند پاسخی برای انرژی سالم، پاک و پاک باشد.

• نجوم و پزشکی

ستاره شناسان به طور مداوم برای دیدن اجسام بسیار تاریک و دور تلاش می‌کنند. پزشکی نیز با چنین مسائل مشابهی دست و پنجه نرم می‌کند: دیدن چیزهایی که در بدن انسان پنهان هستند. هر دو حوزه به تصاویر با وضوح بالا، دقیق و با جزئیات نیاز دارند. شاید بارزترین نمونه انتقال دانش بین این دو حوزه، روش سنتز دیافراگم باشد که توسط ستاره‌شناس رادیویی و برنده جایزه نوبل، Martin Ryle تهیه شده است. این فناوری در توموگرافی رایانه‌ای (همچنین به عنوان اسکنر CT یا CAT شناخته می‌شود) ، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) ، توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و بسیاری دیگر از ابزارهای تصویربرداری پزشکی استفاده می شود.

در کنار این تکنیک های تصویربرداری، نجوم زبان‌های برنامه نویسی بسیاری ایجاد کرده است که پردازش تصویر را بسیار آسان تر می‌کند ، به ویژه IDL و IRAF. این زبانها به طور گسترده برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مثال مهم دیگر در مورد چگونگی کمک تحقیقات نجومی به دنیای پزشکی در توسعه محدوده‌هایی است که به محیط کاملا تمیز نیاز دارد. ساخت تلسکوپ‌های فضایی به یک محیط کاملا تمیز و عاری از هرگونه گرد و غبار یا ذراتی که ممکن است مانعی برای آینه‌ها یا ابزارهای موجود در تلسکوپ ها باشد، نیاز دارد (مانند ماموریت STEREO ناسا2011). پروتکل‌های اتاق تمیز، فیلترهای هوا و لباس‌های بهداشتی که برای این منظور ساخته شده‌اند، هم اکنون در بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌های داروسازی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برخی از کاربردهای ابزارهای نجومی در پزشکی در زیر ذکر شده است:

همکاری‌های بین یک شرکت دارویی و تاسیسات اندازه‌گیری صفحه اتوماتیک کمبریج اجازه می‌دهد تا نمونه‌های خون بیماران سرطان خون سریع‌تر تجزیه و تحلیل شود و بنابراین تغییرات دقیق‌تری در دارو تضمین می‌شود.

ستاره شناسان رادیویی روشی را ابداع کردند که اکنون به عنوان یک روش غیرتهاجمی برای تشخیص تومورها استفاده می‌شود. با ترکیب این روش با سایر روش‌های سنتی‌، میزان 96٪ تشخیص مثبت در بیماران مبتلا به سرطان سینه وجود دارد.

سنسورهای کوچک حرارتی که در ابتدا برای کنترل دمای ابزارهای تلسکوپ تولید شده‌اند اکنون برای کنترل گرمایش در بخش مراقبت از نوزادان تازه متولد شده استفاده می‌شود.

در حال حاضر یک اسکنر اشعه ایکس با انرژی کم که توسط ناسا توسعه یافته است برای جراحی‌های سرپایی، آسیب‌های ورزشی در کلینیک‌های برخی کشورها استفاده می‌شود. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) از این اسکنر در تشخیص و بررسی آلودگی برخی داروهای خاص استفاده نموده است.

نرم افزارهای پردازش تصاویر ماهواره‌ای از فضا به محققان پزشکی کمک می‌کند تا روشی ساده برای اجرای غربالگری در مقیاس وسیع برای بیماری آلزایمر ایجاد کنند.

نگاه کردن به درون چشمی پر از مایع و دائما در حال حرکت یک فرد زنده با تلاش برای مشاهده اجرام نجومی از طریق جو متلاطم تفاوتی ندارد و به نظر می رسد همین رویکرد اساسی برای هر دو زمینه موثر باشد. اپتیک تطبیقی ​​که در نجوم مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌تواند برای تصویربرداری از شبکیه در بیماران زنده برای بررسی بیماری‌هایی مانند دژنراسیون ماکولا و پیگمانتوز شبکیه در مراحل اولیه آنها استفاده شود.

• نجوم در زندگی روزمره

موارد زیادی در زندگی روزمره ما وجود دارد که از فناوری‌های نجومی به دست آمده‌اند. شاید رایج ترین اختراعی که از نجوم به دست آمده، شبکه محلی بی سیم (WLAN) باشد. در سال 1977 John O’Sullivan روشی را برای وضوح تصاویر از یک تلسکوپ رادیویی ایجاد کرد. این روش مشابه به طور کلی برای سیگنال های رادیویی به کار برده می‌شود، به ویژه آنهایی که به تقویت شبکه‌های رایانه‌ای اختصاص داده شده‌اند و اکنون بخشی جدایی‌ناپذیر از تمام پیاده سازی‌های WLAN هستند.

سایر فناوری‌های مهم زندگی روزمره که در ابتدا برای نجوم تولید شده‌اند، در ادامه آمده است:

از فناوری رصدخانه اشعه ایکس در بررسی چمدان‌ها در فرودگاه‌ها نیز استفاده می‌شود.

در فرودگاه‌ها ، از یک کروماتوگراف گازی (برای جداسازی و تجزیه و تحلیل ترکیبات) که برای ماموریت مریخ طراحی شده است، برای بررسی چمدان حامل مواد مخدر و مواد منفجره استفاده می‌شود.

پلیس از فتومترهای دستی اکسیژن شیمیایی (COD)، ابزارهایی که اخترشناسان برای اندازه‌گیری شدت نور تولید کرده‌اند، برای تعیین میزان شفافیت شیشه‌های ماشین استفاده می‌کند.

یک طیف‌سنج اشعه گاما که در ابتدا برای تجزیه و تحلیل خاک ماه استفاده می‌شد، اکنون به عنوان یک روش غیرتهاجمی برای کاوش در تضعیف ساختاری بناهای تاریخی یا نگاه کردن به موزاییک‌های شکننده، مانند کلیسای سنت مارک در ونیز، استفاده می‌شود.

مهمتر از همه این خدمات، سهمی است که نجوم به دیدگاه ما نسبت به زمان داده است. تقویم‌های اولیه براساس حرکت ماه بود و حتی روشی که ما آن را ثانیه تعریف می‌کنیم به دلیل نجوم است. ساعت اتمی، که در سال 1955 ساخته شد، با استفاده از زمان نجومی Ephemeris Time (مقیاس زمانی استاندارد نجومی که در سال 1952 توسط IAU تصویب شد)، درجه‌بندی شد. این امر منجر به تعریف مجدد ثانیه و مورد توافق بین المللی شد.

اینها همه نمونه های ملموسی از تاثیرات نجوم بر زندگی روزمره ما هستند ، اما ستاره شناسی نیز نقش مهمی در فرهنگ ما دارد. کتابها و مجلات زیادی درباره نجوم برای نجوم موجود است. تاریخچه مختصر زمان توسط استیون هاوکینگ پرفروش است و بیش از ده میلیون نسخه از آن به فروش رفته است و مجموعه تلویزیونی کارل ساگان ، Cosmos: A Personal Voyage، در بیش از 60 کشور بیش از 500 میلیون نفر بیننده داشته است.

• نجوم و همکاری بین المللی

دستاوردهای علمی و فناوری مزیت رقابتی زیادی به هر ملتی می‌دهد. ملت‌ها به داشتن کارآمدترین فناوری‌های جدید افتخار می‌کنند و برای دستیابی به کشفیات علمی جدید رقابت می‌کنند. اما شاید مهمتر از آن راهی باشد که علم می‌تواند ملت‌ها را به هم نزدیک کند، همکاری‌ها را تقویت کند و جریانی مداوم در سراسر جهان برای کار در فضاهای بین المللی ایجاد ‌کند.

نجوم به دلیل نیاز به داشتن تلسکوپ در مکان های مختلف در سراسر جهان، به منظور مشاهده آسمان، برای همکاری‌های بین المللی مناسب است. حداقل تا سال 1887 – هنگامی که ستاره شناسان از سراسر جهان تصاویر تلسکوپ خود را جمع کردند و اولین نقشه از کل آسمان را ساختند – همکاری های بین المللی در زمینه نجوم وجود داشته است و در سال 1920، اتحادیه بین المللی نجوم به عنوان اولین اتحادیه علمی بین المللی شناخته شد.

ساخت رصدخانه‌های نجومی در زمین و فضا علاوه بر نیاز به مشاهده آسمان از نقاط مختلف زمین، بسیار پرهزینه است. بنابراین بیشتر رصدخانه‌های فعلی و برنامه‌ریزی شده متعلق به چندین کشور است. همه این همکاری‌ها تاکنون صلح‌آمیز و موفقیت‌آمیز بوده است. برخی از مهمترین موارد:

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ، یک همکاری بین المللی اروپا ، آمریکای شمالی و آسیای شرقی با همکاری جمهوری شیلی، بزرگترین پروژه نجومی موجود است.

رصدخانه جنوب اروپا (ESO) که شامل 14 کشور اروپایی و برزیل است و در شیلی واقع شده است.

همکاری در رصدخانه های بزرگ مانند تلسکوپ فضایی هابل ناسا / ایسا بین آمریکا و اروپا.