اهميت جغرافيا

تکنولوژي GIS [1] (جي – آي – اس) همه روزه تمام زندگي ما را لمس مي کند

در طول سه دهه گذشته يک تکنولوژي قدرتمند طرز نگرش و زندگي مردم را بدون آنکه کسي متوجه شود تغيير داده است نام اين تکنولوژي جي-آي-اس مي باشد اين تکنولوژي از همان ابتدا با ESRI (اي-اس-آر-آي) همراه بوده است.نزديک به 3 سال است که (ESRI) تکنولوژي GIS را در اختيار مردم قرار داده است تا با آن مشکلات واقعي خود را حل کنند.

همانند بسياري از تکنولوژي هاي امروزي بيشتر افراد از جي – آي – اس بي خبرند در حالي که در 15 سال اخير اين تکنولوژي رشد چشمگيري داشته است  و هم اکنون نيز هزاران نفر از آن بهره مي برند و تاثير آن روي زندگي ميليون ها نفر مشهود است.تاثيري که به اندازه ي وسعت تکنولوژي جي-آي-اس سودمند است.

به منظور اثبات اين ادعا بياييد امور روزمره ي خود را دنبال کنيم تا ببينيم جي-آي-اس چگونه از راههايي که به آن فکر هم نکرده ايم به ما کمک مي کند.

راديوي ساعت دار شما ساعت 6 صبح زنگ مي زند:

 شما از خواب برمي خيزيد و چراغ ها را روشن مي کنيد .راديو و چراغ ها با برق شهر کار مي کنند. يک شرکت برق معمولي که با ميليون ها نفر مشترک را خدمت رساني مي کند از تکنولوژي جي-آي-اس براي مديريت زيربناهاي پيجيده اي استفاده مي کند که متشکل است از ده ها هزار مايل خطوط انتقال توزيع و صدها تير برق و همچنين هزاران کارمند براي ارائه ي بهترين خدمات در صدها نقطه.

در آشپزخانه يک ليوان آب ميوه تازه براي خود مي ريزيد

درختان ميوه به وسيله آب فراهم شده توسط يک حوزه ي آبياري رشد کردند،حوزه اي که تامين کننده ي نيازهاي جامعه ي کشاورزي و کشاورزان است و از هزاران مايل کانال آب رساني نگهداري مي کند اين حوزه آبياري از تکنولوژي جي-آي-اس براي طراحي اجرا و نقشه کشي ديجيتالي  قدرتمند استفاده مي کند.

شما يک قوري قهوه درست مي کنيد.

آبي که با آن قهوه را درست مي کنيد به وسيله يک سيستم آب رساني شهري تامين مي شود که اداره کننده ي يک سيستم توزيع آب متشکل از هزاران مايل شاه لوله است. سازمان آب از تکنولوژي جي-آي-اس براي رسيدگي به سوالات و مشکلات مشترکين، عکس العمل هاي اضطراري، توزيع آب، نگهداري زيربناها، نقشه برداري اتوماتيک، رديابي شبکه ها، تحليل جريان آب و جنبه هاي ديگر طراحي و اجرا، مديريت پولي و اداره کارها استفاده مي کند.

تفاله هاي قهوه با آشغال خردکن [2] ريز ريز مي شوند

سازمان آب از يک سيستم جمع آوري آب و فاضلاب نيز نگهداري مي کند سيستمي که متشکل از صدها مايل مجاري بهداشتي و زيرزميني فاضلاب و راه آبهاي کنار خيابان ها است.

سازمان آب از تکنولوژي جي-آي-اس  همراه با سيستم تصفيه استفاده مي کند.

مي رويد به بيرون، روزنامه صبح را مي خيريد و به خانه برميگرديد

چوبي که منبع کاغذ و روزنامه و الوره هاي خانه شماست توسط شرکت هاي توليد چوب تامين مي شود، شرکت هايي که از تکنولوژي جي-آي-اس  براي مديريت فعاليتها در جهت داشتن جنگل هاي سالم استفاده مي کنند. جي-آي-اس  به راحتي براي کاربرد در زمينه هايي چون گياهان،تحليل خاک، جاده ها، رودها، بررسي عمومي زمين، مقسم هاي آب و مناطق حساس قابل دسترسي است و اين امکان را به مديران جنگل ها مي دهد که بهترين و آگاهانه ترين تصميم ها را اتخاذ کنند.

مطبوعات نيز براي پخش روزنامه هاي خود از تکنولوژي جي-آي-اس  به منظور مطلع شدن از عکس العمل مردم و به دست آوردن اطلاعاتي در مورد مناطقي که روزنامه ها در آن پخش مي شوند بهره مي برند. زيرا مطلع شدن از اين عکس العمل ها و اطلاعات در مورد اين مناطق مهمترين بخشي است که در بررسي و گزارش در مورد تيراژ يک روزنامه به کار مي رود.به اين ترتيب مطبوعات پس از پيداکردن مناطقي که ضمن داشتن پتانسيل بالاي خوانندگان، داراي مشترکان واقعي کمي هستند با انجام تلاش هايي چون فروش حق اشتراک با هدف دوبرابر کردن تعداد مشترکان نسبت به سال گذشته روي اين مناطق سرمايه گذاري مي کنند.

بچه ها را سوار اتومبيل مي کنيد، سپس در پمپ بنزين مي ايستد

جي-آي-اس  انواع اطلاعات مرتبط با نفت خام و مواد استعمال آن را در يک سيستم معمولي ترکيب مي کند و به شرکت هاي نفتي اين اجازه را مي دهد که اين اطلاعات را در زمينه هاي مختلف از جمله کاوش،اجرا،نگهداري،توليد، حفظ محيط زيست و مديريت اطلاعات از روي يک نقشه بررسي کنند.

قبل از اين که نفت خام به بنزين تبديل  شود بايد از منطقه نفتي خطوط لوله به کارخانه تقطير انتقال يابد.صنعت خط لوله از تکنولوژي جي-آي-اس براي نقشه کشي مسير خطوط لوله، اجرا، تحليل بازار عرضه و اداره خط لوله استفاده              مي کند.

بچه ها را نزديک مدرسه پياده مي کنيد

محدوديت هاي زماني مدرسه با استفاده از تکنولوژي جي-آي-اس نوشته شده است. چندي پيش انجمن نظارت بر مدارس براي رفع نيازهاي مدرسه هاي جديد در نزديکي مجتمع هاي مسکوني در حال ساخت نياز به درآمدزدايي داشتند.

اين انجمن ها از تکنولوژي جي-آي-اس به منظور گسترش سيستمي استفاده مي کند تا محدوديت هاي مختلف ممکن را بررسي کنند، گاهي در ملاقات هاي عمومي وگاهي در پيشنهادات ارائه شده طي مشورت با مردم.

با اتومبيل شخصي خود به محل کار مي رويد

به خاطر وجود تکنولوژي جي-آي-اس جاده ها امن تر هستند. جوامع براي ادراه ي زيربناهاي حمل ونقل خود از جي-آي-اس استفاده مي کند.تکنولوژي جي-آي-اس براي حمايت کردن از برنامه ريزي، صورت برداري، طراحي، ساخت و ساز ، اداره و نگهداري جاده ها به کار مي رود.

بيش از 80% اطلاعاتي که براي مديريت جاده، راه آهن و امکانات بنادر استفاده مي شود داراي يک مولفه فضايي است. جي-آي-اس مي تواند براي مشخص کردن موقعيت يک رخداد و رابطه يا نزديکي آن با رخدادي ديگر به کار مي رود و يک عنصر حياتي براي رهبري تصميمي در مورد يک طرح ، ساخت و ساز و يا نگهداري آن باشد.

کارفرماي شما يک شرکت تلفن محلي است

تکنولوژي جي-آي-اس در زمينه هاي زير به شرکت هاي تلفن محلي کمک مي کند

بهتر دنبال کردن موقعيت و مشخصات زيربناهاي خارجي

دسترسي به اطلاعات در زمان طراحي پروژه هاي جديد

بهيود توانايي برنامه ريزي براي ظرفيت هاي اضافه با پيش بيني رشد در آينده

بهينه سازي پوشش شبکه هاي تلفن همراه

منعکس کردن انتقادات و پيشنهادات مشترکين و فعاليت شرکت ها

در محيط رقابتي روبه افزايش که پيش روي شرکت هاي تلفن مي باشد اين انعطاف پذيري در مديريت اطلاعات و تحليل امري حياتي است.

صنعت ارتباط از راه دور نيز مووضوعي است در ميان يک برنامه عظيم با هدف گسترش يک شبکه پهن باند جديد.

اين برنامه تا دهه آينده گسترش پيدا مي کند و ظرفيت آن براي فرستادن تلفن ،سيستم هاي تصويري آنالوگ و ديجيتال و سرويس هاي ويدئويي تعاملي.

اين صنعت تکنولوژي جي-آي-اس را به منظور حمايت از طراحي، اجرا، و مديريت يک شبکه جديد اتخاذ کرده است.

يک بسته ارسالي از يک پيک شبانه دريافت مي کنيد

راه حل هاي جي-آي-اس براي مديريت سريع و منطقي حمل و نقل در زمينه هاي زيريافت مي شود:

 انتقال و ارسال، رسيدگي مشکلات به سوالات مشترکين،مديريت کارکنان،مديريت شبکه هاي جاده اي و ريلي مديريت انبار و وسايل نقليه

داشتن جايي که يک وسيله نقليه يا وانت در هر زمان مطلوب در اختيار شما قرار مي گيريد و مي توانيد به بهينه سازي اجرا وصرفه جويي در هزينه کمک کنيد.

روز سوم جولاي است [3] هنگام ظهر بچه هاي خود را براي گردش به ساحل مي بريد

تکنولوژي جي-آي-اس براي مديريت منايع ساحلي از قبيل خطوط ساحلي، زيستگاههاي آبي، خاکي ومنابع زيستي و..... به کار مي رود.پراکندگي گونه هاي در معرض خطر و موقعيت مناطق   نفت و گاز طبيعي نيز با استفاده از              جي-آي-اس مديريت مي شود.

فرسايش سواحل مشکلي است که سواحل شرق و غرب از جمله سواحل خليج فارس و وساحل درياچه هاي چهارگانه امريکا را تحت تاثير قرار داده است.اين مشکل با استفاده از تکنولوژي جي-آي-اس و پايگاه هاي اطلاعاتي مناسب به روش بهتر شناخته و مهادر مي شود.

در گردش ناهار لذيذي مي خوريد

تکنولوژي جي-آي-اس به کشاورزان، تعاوني کشاورزي و فروشندگان کودهاي کشاورزي کمک مي کند و به فروشندگان اين امکان را مي دهد تا کشاورزان را در انتخاب کود مناسب جهت رشد بهتر محصول ياري رسانند از جمله راههايي که تکنولوژي جي-آي-اس به کشاورزان کمک مي کند محاسبه محصول برداشتي به وسيله ي تحليل ميزان حاصلخيزي و رتبه بندي خاک است.

جي-آي-اس نقشه هايي را در اختيار کشاورزان قرار مي دهد که ميزان کوددهي مناسب به يک مزرعه را به آنها نشان مي دهد.اين کار در سطوح متفاوت کوددهي به نقاط مختلف يک مزرعه جهت اعمال ميزان مناسب کوددهي صورت مي گيريد. جي –آي –اس اطلاعات کوددهي مزرعه با توجه به نقشه آن مزرعه  را به ابزار مخصوصي مي دهد که اين ابزار مقدار کود مصرفي هر نقطه از مزرعه را براساس نياز آن نقطه کنترل مي کند.

در راه خانه بچه ها احساس گرسنگي مي کنند و شما آنها را به يک رستوان مي بريد

رستوران در محل به خصوصي قرار دارد زيرا جي –آي –اس به آنها کمک کرده محلي وابسته به پتانسيل تعداد مشتري انتخاب کند. جي –آي –اس براي مراکز فروش کامپيوتري به کار مي رود که موجب دقيق تر شدن آنها و نيز انعطاف پذيري آنها در مقابل پديد آمدن يا تغيير شرايط بازار مي شود. جي –آي –اس با استفاده از متغيرهاي منطقه اي مانند راهکارهاي فروش، انتخاب محل و رتبه بندي محل هاي بسته به تقاضاي آنها کمک مي کند.

وقتي از رستوران بيون مي آيد اتومبيل خود را مي بينيد که هنوز همان جايي است که آن را پارک کرده بوديد

جوامع بشري نشان مي دهد که جي –آي –اس با تامين ابزار اطلاعاتي تمام جرائم را رديابي و خنثي مي کند اين تکنولوژي به بازرسان وافسرا ن پليس اين توانايي را مي دهد تا جرم را بلا فاصله رديابي کنند و ارتباط آن با آمار جرائم قبلي را با سبک هاي پيش بيني شده اي تشخيص دهند قسمت عمده ي اطلاعات استفاده شده در اعمال قانون برمبناي نقشه است.آژانس هاي اطلاعاتي احتياج دارند تا محل وقوع جرم را به تصوير بکشند تا بتوانند محل واقعه را با استفاده از فهرست ها، زمان ، تاريخ بررسي کرده محل وقوع جرم و حد فاصل نقشه هاي مورد استفاده براي پيشگويي امکاان وقوع جرم ها را رسم کند. آژانس هاي اعمال قانون از تکنولوژي جي –آي –اس براي ارتباطات ، اداره کردن و مديريت سوابق نيز استفاده مي شود.

روز طولاني بود اما سرانجام صحيح و سالم به خانه رسيديد تکنولوژي جي –آي –اس همواره همراه شما بود تا به شما کمک کند راحتر و امن تر زندگي کنيد، همه در گرو قدرت علم جغرافيا!

جغرافي براي همه ما داراي اهميت است و تکنولوژي جي –آي –اس راه رسيدن به مزيت ها است.

کاوشگر وسیله ای بدون سرنشین است که برای کاوش های فضایی به فضا فرستاده می شود. یک کاوشگر ممکن است در فواصل دوردست در فضا انجام ماموریت نماید یا ممکن است دور یک سیاره یا قمر گردش کند و یا بر روی سطح آنها فرود آید. ممکن است یک سفر یک طرفه انجام دهد و یا ممکن است نمونه ها و اطلاعاتی را با خود به زمین بازگرداند. بیشتر کاوشگرها اطلاعات را از طریق رادیو در پروسه ای با نام تلمتری ( telemetry ) به زمین ارسال می کنند.

ماه نوردها و کاوشگرهایی که بر روی سطح مقصد فرود می آیند بر اساس نحوه فرودشان طبقه بندی می شوند. گروهی که در هنگام نزدیک شدن به جرم مورد نظر، از سرعت خود نمی کاهند( Impact vehicles ). گروهی به تجهیزاتی شبیه به تشک بادی مجهزند که موجب کاهش شدت برخورد می شوند( Hard-landers ). گروهی به آرامی و با سرعتی بسیار اندک به سطح مورد نظر می رسند( Soft-landers ). گروهی نیز به داخل سطح جرم مورد نظر نفوذ می کنند( Penetrator ).

چگونه یک کاوشگر ماموریت خود را انجام می دهد

کاوشگرها به روش های متعددی به تحقیق در فضا می پردازند. یک کاوشگر مشاهداتی را از دما، پرتوها و اجرام فضایی انجام می دهد. یک کاوشگر تنها اجرام نزدیک به خود را مشاهده می کند. به علاوه، یک کاوشگر می تواند مواد و اشیائی را از زمین به فضا برده تا دانشمندان بتوانند تاثیرات را بر روی آن بررسی کنند. یک کاوشگر ممکن است آزمایشاتی را در فضای پیرامون خود انجام  دهد، برای مثال مواد شیمیایی را در فضا آزاد کند و یا به حفاری بپردازد. نهایتا حرکت یک کاوشگر این امکان را به مرکز کنترل در زمین می دهد تا بتوانند موقعیت کاوشگر را تعیین کنند. تغییرات در مسیر و سرعت می تواند اطلاعاتی در مورد چگالی جوی و مراکز گرانش را در اختیار بگذارد.

اولین کاوش های بدون سرنشین

در اوایل 1940 ، راکت هایی تجهیزات علمی را با خود حمل می کردند و آنها را تا بالای اتمسفر در مجاورت فضا  می بردند. آنها پدیده های زیادی را کشف کردند و اولین عکس های هوایی از زمین را گرفتند.

سال 1957 با  پرتاب اسپاتنیک 1 عصر فضا آغاز شد. اسپاتنیک 1 تجهیزات علمی و فرستنده های اندکی را با خود همراه داشت ولی راه گشای فضاپیماهایی بود که بعدها به فضا فرستاده و مشغول تحقیقات شدند.

بسیاری از ماهواره های اولیه مسیرهای نقشه بندی نشده در فضا را کاوش می کردند. در اواخردهه 60 و ابتدای دهه 70 ، ماهواره اکسپلورر( Explorer ) ایالات متحده و ماهواره کوسموس ( Kosmos ) جماهیر شوروی فضای بین زمین و ماه را آنالیز نمودند. ماهواره های پگاسوس ( Pegasus ) ایالات متحده شدت ضربات ناشی از برخورد ذرات فضایی را ثبت نمودند.  در اوایل دهه 80 ماهواره های پروگنوز( Prognoz ) شوروی مطالعاتی بر روی خورشید انجام دادند.

کاوشگرهای ماه نورد

در سال 1958 ، ایالات متحده و شوروی شروع به ارسال کاوشگرهایی به سوی ماه نمودند. اولین کاوشگری که توانست به سطح ماه نزدیک شود لونا 1 بود که در تاریخ 2 ژانویه 1959 توسط شوروی ارسال شد. این ماهواره پس از عبور از منطقه ای حدود 6000 کیلومتر(3700 مایل) از ماه، به مداری به دور خورشید رفت. ایالات متحده نیز دو ماه بعد کاوشگر پایونیر 4 ( Pioneer 4 ) را هدایت نمود. کاوشگر لونا 2 شوروی که در تاریخ 12 سپتامبر 1959 ارسال شد اولین کاوشگری بود که سطح ماه را لمس کرد. یک ماه بعد، لونا 3 با گردش در پشت ماه موفق به گرفتن عکس از قسمت مخفی ماه شد.

در سال 1963 اتحاد جماهیر شوروی آزمایشاتی را در مورد ماه نوردهای "هارد لندرز" آغاز کرد. پس از شکست های پیاپی سرانجام آنها موفق شدند در ژانویه 1966لونا 9 را ارسال کنند. ایالات متحده مجموعه ای ازفرودهای موفقیت آمیز "سافت لندرز" را در سال 1966 آغاز کرد. بین سالهای 1970و 1972، سه کاوشگر شوروی نمونه هایی از خاک ماه را در کپسول هایی کوچک به زمین آوردند و دو تا از آنها خودروهای کنترل از راه دوری را به نام  لونخود ( Lunokhod ) به ماه فرستادند.  

در ابتدای سال 1966، ایالات متحده پنج کاوشگر را به مداری به دور ماه فرستاد تا از سطح ماه عکسبرداری کنند. این کاوشگرها وجود غیرعادی مناطقی با گرانش بیشتر در سطح گرانشی ماه که در اثر تجمع مواد سنگین در زیر دریاهای ماه ایجاد شده اند را  آشکار ساختند. به این مناطق مسکونز ( mascons ) می گویند که مخفف واژه mass concentrations به معنی "غلظت جرم" می باشد. اگر وجود "مسکونز" کشف نشده بود فضانوردانی که در ماموریت های آپولو به ماه رفتند با مشکل مواجه می شدند. 

کاوشگر آمریکایی کلمنتاین ( Clementine ) از فوریه تا ماه می 1994 به دور ماه چرخید. این کاوشگر تصاویر بسیاری را از ماه تهیه نمود. به علاوه "کلمنتاین" ارتفاعات و عمق دره ها و دهانه آتشفشان ها  را اندازه گیری و اطلاعات مربوط به "مسکونز" را جمع آوری نمود. از ژانویه 1998 تا جولای 1999، کاوشگر دیگر آمریکا با نام لونار پروسپکتور ( Lunar Prospector ) حول قطب های ماه به گردش در آمد. این کاوشگر مدارک محکمی مبنی بر وجود مقادیر زیادی آب یخ زده همراه با خاک در هر دو قطب ماه به دست آورد.

کاوشگر اسمارت 1 ( SMART-1 ) د رنوامبر 2004 به مدار حول ماه فرستاده شد. این کاوشگر توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) وابسته به  اتحادیه اروپا ساخته و ارسال شد. تجهیزات این کاوشگر به منظور انجام مطالعات مقدماتی درباره خواستگاه ماه و هدایت کردن تحقیقاتی کامل درباره عناصر شیمیایی موجود در سطح ماه، طراحی شد.

کاوشگرهای خورشیدی

اوایل سال 1965، ایالات متحده مجموعه ای از کاوشگرهای پیش قدم در گردش به دور خورشید را به منظور مطالعه درباره اشعه های خورشیدی ارسال نمود. خیلی از این کاوشگرها به مدت بیش از بیست سال به ماموریت خود ادامه دادند.

در سال 1974 و 1976، ایالات متحده دو کاوشگر هلیوس ( Helios ) ساخت آلمان را ارسال نمود. این کاوشگرها برای اندازه گیری پرتوهای خورشیدی وارد مدار عطارد شدند. کاوشگر یولیسس ( Ulysses ) در سال 1990 توسط ایالات متحده و ESA   به فضا ارسال شد. در سال 1994، "یولیسس" اولین کاوشگری بود که توانست خورشید را از مداری بر فراز قطب های آن مشاهده نماید.

کاوشگرهای مریخ

  اتحاد جماهیر شوروی در سال 1960اولین کاوشگرها با هدف سیاره ای دیگر یعنی مریخ را ارسال نمود. البته هیچ کدام به مدار نرسیدند. پس از شکست های فراوان شوروی، ایالات متحده دو کاوشگر مارینر( Mariner ) را در سال 1964 به سمت مریخ ارسال کرد. در 14 جولای 1965، "مارینر4"  توانست بر فراز مریخ پرواز کند و تصاویر و اندازه گیری های بسیار حائز اهمیتی را تهیه نماید. این کاوشگر نشان داد که اتمسفر سیاره نازک تر از آن است که انتظار می رفت و سطح آن با سطح ماه مشابهت دارد.

در 1971، کاوشگر شوروی به نام "مارس3" کپسولی را به سطح مریخ انداخت و اولین فرود "سافت لندینگ" بر سطح این سیاره را به انجام رساند. البته این کپسول نتوانست اطلاعات قابل استفاده ای تهیه و ارسال کند. در همان سال، کاوشگر امریکایی "مارینر9" به مریخ رسید و عکس هایی از سراسر سطح این سیاره تهیه نمود. "مارینر9" همچنین تصاویری از دو قمر کوچک مریخ، فوبوس ( Phobos ) و دیموس ( Deimos ) تهیه نمود.

دو کاوشگر امریکا، "وایکینگ 1" و "وایکینگ 2" در سال 1976، در سیاره مریخ فرود آمدند و سالها آب و هوای مریخ را اندازه گیری کردند و آزمایشات پیچیده ای را برای کشف آثار حیات، هدایت نمودند.

در1992، ایالات متحده کاوشگر مشاهده گر مریخ ( Mars Observer ) را ارسال نمود. در 1993، تماس کاوشگر با ناسا  سه روز قبل از رسیدن کاوشگر به مدار، قطع شد. ارتباط هرگز برقرار نشد و به این ترتیب این کاوشگر مفقود شد.

ایالات متحده، کاوشگر پتفایندر ( Pathfinder ) را در دسامبر 1996 ارسال کرد. در 4 جولای 1997، کاوشگر در سطح مریخ فرود آمد. دو روز بعد، خودروی شش چرخه ای با نام سوجورنر ( Sojourner ) به کمک یک سطح شیب دار از کاوشگر به مریخ فرستاده شد. طول این خودرو23/62 سانتیمتر، عرض آن 5/47 سانتیمتر و ارتفاع آن 68/27 سانتیمتر بود. وزن آن نیز معادل 5/11کیلوگرم در زمین بود.

این خودرو مجهز به دستگاهی به نام طیف سنج اشعه ایکس آلفا پروتون، به منظور جمع آوری اطلاعات درباره ساختار شیمیایی خاک و سنگ های مریخ بود. "سوجورنر" این اطلاعات را به "پتفایندر" ارسال و این کاوشگر آنها را به زمین می فرستاد.

دانشمندان در زمین "سوجورنر" را کنترل می کردند. ولی از آنجاییکه رسیدن سیگنال های رادیویی از زمین تا مریخ 10 دقیقه طول می کشد، دانشمندان نمی توانستند که به طور زنده و در زمان واقعی خودرو را کنترل کنند به همین دلیل برای جلوگیری از به مخاطره افتادن خودرو دستگاه های اتوماتیکی در آن جاسازی شده بود.

در 1996، ایالات متحده کاوشگری را به نام پیمایشگر مریخ ( Mars Global Surveyor ) به منظور نقشه برداری از سطح سیاره ارسال کرد. این کاوشگر از یک دستگاه لیزر برای تشخیص برآمدگی ها و ارتفاعات مریخی استفاده می کرد. با دقت این دستگاه، نقشه ای به دست آمد که ارتفاعات با حداقل بلندی یک متر در آن مشخص شده است. نوع دیگری ازتجهیزات، ترکیب مواد معدنی در سطح سیاره را مشخص می نمود. یک دوربین نیز وجود لایه هایی از رسوبات که احتمالا در آب مایع تشکیل شده بودند و آبگذرهایی که به نظر می رسید توسط جریان آب ایجاد شده اند را فاش نمود.

در سال 2001، ایالات متحده کاوشگر ادیسه مریخ ( Mars Odyssey ) را به این سیاره فرستاد. این کاوشگر تجهیزاتی را با خود همراه داشت که بتواند به شناسایی مواد معدنی موجود در سطح سیاره کمک کرده و مدارکی برای وجود آب و یخ در لایه های زیرین سیاره پیدا کند و میزان اشعه های مضر برای حضور انسان بر روی مریخ را اندازه گیری نماید. در سال 2002، "ادیسه مریخ" مقادیر زیادی یخ در سطحی حدود یک متر در نزدیکی قطب جنوب سیاره کشف نمود.

در سال 2003، یک کاوشگر از ESA و دو کاوشگر از ایالات متحده به مریخ ارسال شدند. مارس اکسپرس ( Mars Express ) که ESA آنرا در دسامبر 2003 به مریخ فرستاد، تصاویر شگفت آوری از سطح این سیاره به زمین فرستاد، حضور یخ آب در نزدیکی قطب جنوب سیاره را تائید کرد و در اتمسفر مریخ متان را ، که دلیلی بر وجود حیات است، کشف نمود. "مارس اکسپرس" یک لندر به نام بیگل2 ( Beagle 2 ) نیز با خود برای فرود در سطح مریخ به همراه داشت که نتوانست به درستی فرود آید و مفقود شد.

ایالات متحده دو روبات مریخ نورد به نام های مستعار اسپیریت ( Spirit ) و آپرچونیتی ( Opportunity ) را به مریخ فرستاد. در ژانویه 2004، "اسپیریت"  در حفره گوسیف کراتر ( Gusev Crater ) و "آپرچونیتی" در منطقه مریدیانی پلانوم ( Meridiani Planum ) فرود آمدند. مریخ نوردها از دوربین ها و تجهیزات دیگری برای آنالیز خاک و سنگ های مریخ استفاده نمودند. در مارس 2004، دانشمندان ایالات متحده به این نتیجه دست یافتند که زمانی در منطقه " مریدیانی پلانوم " مقادیر زیادی آب مایع وجود داشته است. آنالیزهای  " آپرچونیتی " نیز نشان می دهند که مواد معدنی و ترکیب بندی سنگ های مریخ شبیه به سنگ های زمینی تشکیل شده در آب می باشند.

Oberg, James. "Space exploration." World Book Online Reference Center. 2004. World Book, Inc. http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar522550 .

ترجمه: لنا سجادیفر

   اغلب مشاهده شده که نیروی الکترومغناطیسی باعث ایجادساختار(منظم)شده یعنی اتمهاوملکولهاوجامدات کریستالی راتثبیت می نماید.درحقیقت نتایج (اثرات)نیروی مغناطیسی که بیش از همه موردمطالعه قرارگرفته اندموضوع ومبحث شیمی وفیزیک جامدات را تشکیل داده که هردومبحث برشناخت سازه های اساسأاستاتیک بسط یافته اند.

   سیستم های دارای ساختار منظم انرژی چسبندگی بیشتری نسبت به انرژی حرارتی پیرامونی دارند.اگراین سازه ها در محیطی باحرارت کافی قرارگیرند تجزیه می شوند یعنی کریستال ها ذوب می شوند و نظم مولکولی به هم می ریزد .در دمای نزدیک یا بالاتر از انرژی یونیزاسیون اتمی،اتمها نیز به الکترون های با بارمنفی ویون های با بار مثبت تجزیه می شوند.این ذرات بارداربه هیچ وجه آزاد نبوده ودرحقیقت به شدت تحت تاثیر میادین الکترومغناطیسی یکدیگر قرار می گیرند.با این حال چون بارها دیگر چسبیده نیستند،ترکیب ومونتاژآنها قادر به حرکات مشترک با پیچیدگی و قدرت بالا خواهند بود.چنین ترکیبی پلاسما نامیده می شوند.

   البته سیستم های دارای چسبندگی می توانند سازه وساختاربا چسبندگی بالا را نشان دهند مانند مولکول پروتئین .پیچیدگی در پلاسما به نوعی متفاوت بوده ومعمولأبه صورت موقثی وفضایی بیان می شوند.پلاسما بیشتردارای ویژگی تحریک تغییرات مختلف وضعیتهای مشترک دینامیکی است.

   چون تجزیه حرارت ،قبل ازیونیزه شدن ،چسبندگی واتحاد بین اتمی رامی شکند،بیشترپلاسماهای زمینی با حالت گازشروع می شوند.در حقیقت بعضی مواقع پلاسمابه عنوان گازی تلقی می شود که به اندازه ای یونیزه شده که عملکرد پلاسما مانند از خود بروزدهد. توجه داشته باشید که عملکرد پلاسما مانند پس از بخش نسبتأکمی از گازی که یونیزه شده رخ می دهد. بنابراین گازهایی که تااندازه ای یونیزه شده اند دارای ویژگی شبیه به بیشترنشانه های خارق العاده مخصوص گازهای کاملأ یونیزه شده هستند.

   پلاسماهایی که ازیونیزه شدن گازهای خنثی ناشی می شود عمدتأ حاوی تعداد مساوی ناقل های مثبت و منفی هستند. در این حالت مایعات دارای بارمخالف کاملأ به هم چسبیده و درمقیاسهای طول واقعی (ماکروسکوپی) تلاش می کنند همدیگررا خنثی نمایند چنین پلاسماهایی شبه خنثی نامیده می شوند (شبیه به خاطراینکه انحرافات کوچک ازخنثی بودن کامل اثرات مهم دینامیکی برای وضعیتهای پلاسمای خاصی دارد.)پلاسماهای غیری خنثی قوی که ممکن است بارهای فقط از یک نوع را داشته باشند،اصولاًدرآزمایشات لابراتواری رخ داده ،توازن آن ها به وجود میادین مغناطیسی شدید که حول آن مایع باردارمی چرخد بستگی دارد.

   بعضی مواقع مشاهده شده که95%(یا99%،اینکه بخواهید چه کسی را تخت تأثیرقراردهید )ازطبیعت ازپلاسما تشکیل شده است.این نظریه دارای ویژگی دوجانبه کاملاًجالب فیزیک وتقریباً غیرممکن بودن رد کردن (یاتاییدکردن)آن است.با این حال،لازم است به وجود و عمومیت داشتن محیط پلاسما اشاره شود.در دوران اولیه جهان،همه چیز در حالت پلاسما بوده است.دردوران کنونی،ستارگان،سحابیها وحتی فضای بین ستارگان از پلاسما پرشده اند.درمنظومه شمسی نیز پلاسما به شکل بادهای خورشیدی جریان داشته و زمین نیز کاملاً توسط پلاسمایی که درمیدان مغناطیسی زمین قرارگرفته احاطه شده است.

   یافتن پلاسمای زمینی نیزمشکل نیست . چنین حالاتی دررعدوبرق ،لامپهای فلورسنت ،انواع آزمایشات لابراتواری ومجموعه درحال رشد فرایندهای صنعتی رخ می دهند.درحقیقت تخلیه برق (رعدو برق ) اخیراً هسته ی اصلی صنعت مونتاژوساخت مدارات ریز (میکرو)را تشکیل می دهد.سیستم های مایع وحتی جامدی که بعضی مواقع می توانند اثرات مشترک الکترومغناطیسی که دارای ویژگی پلاسما را دارند از خود بروزدهند.مثلاًجیوه مایع دارای بسیاری ازوضعیتهای دینامیکی مانند امواج آلفن( ALFVEN ) بوده که درپلاسماهای معمولی رخ می دهد.

   تاریخچه مختصری ازفیزیک پلاسما

   اگر کلبول های مختلف خون ازآن جدا شوند آنچه که باقی می ماند مایعی شفاف است که توسط دانشمندان پزشکی چک (که برگرفته از کلمه یونانی به معنای ژله یا ماده قابل شکل گیری است)پلاسما نامیده شد.جانزپورکنژ شیمیدان آمریکایی (1869-1787)برنده جایزه نوبل اولین بارازاین اصطلاح برای تشریح یک گازیونیزه شده در1927استفاده نموده،لانگمورازنحوه جابجایی یونها الکترونها توسط جریان الکتریسیته به چگونگی انتقال گلبولهای سفید وقرمز توسط پلاسما پی برد.لامگوربه همراه همکارش لویی تونکس ویژگیهای شیمیایی وفیزیکی حبابهای الکتریکی دارای المان تنگستن را برای   یافتن راهی برای افزایش عمرمفید تنگستن مورد مطالعه قراردادند (که این هدفی بود که نهایتاً بدست آمده).درطی فرایند وی فرضیه (غلاف پلاسما)یعنی لایه های مرزی که بین پلاسماهای یونیزه شده وسطوح جامد تشکیل می شوند را ارايه نمود.وی همچنین دریافت که مناطق ونواحی خاصی از لوله و مجرای تخلیه پلاسما دارای تغییرات نوبه ای تراکم الکترونی بوده که امروز امواج لانگمور نامیده می شوند.این مبنا و پایه فیزیک پلاسما بود.امروز تحقیقات

لانگمور مبنای تئوریک بیشترروشهای فرآوری پلاسما برای ساخت مدارات مجتمع را تشکیل میدهند.پس از لانگمور تحقیقات پلاسما به تدریج دربخشهای دیگرنیز گسترش یافت که از این میان پنج بخش اهمیت خاصی دارند.

   1- توسعه و پیشرفت بخش امواج رادیویی منجر به کشف یوسفر زمین شد که لایه ای است دارای گازهای تقریباً یونیزه شده دراتمسفربالایی با قابلیت انعکاس امواج رادیویی و موید این حقیقت که اگرفرستنده بالاتراز افق قرارگیرد می تواند امواج رادیویی را منعکس نماید. متاسفانه بعضی مواقع یوسفر امواج رادیویی را جذب ومنحرف می نماید. مثلاً میدان مغناطیسی زمین باعث می شود امواج با ویژگیهای مغناطیسی پلاریزه متفاوت با سرعتهای مختلف انتشاریابند که این تاثیری     است که باعث به وجود آمدن امواج سایه ای ghost signals (یعنی امواجی که قبل یا بعد از موج اصلی می رسند)می شود.جهت درک واصلاح بعضی ازنقایص درارتباطات رادیویی دانشمندان متعددی ازجمله آپلتون وبادن به طورسیستماتیک فرضیه انتشارامواج الکترومغناطیسی غیریکنواخت را ارائه نمودند.

   2- دانشمندان فیزیک نجومی خیلی سریع دریافتند که بیشتر(بخش اعظم)جهان از پلاسما تشکیل شده و اینکه درک وشناخت بهترفیزیک نجومی شناخت و درک بهترفیزیک پلاسما را می طلبد. دراین زمینه یکی از پیشگامان،هانس آلفن Hannes Alfven  بود که درحدود سال 1940 فرضیه هیدرودینامیک مغناطیسی یا MHD را ارائه نمود که درآن با پلاسما اساساً به عنوان یک مایع هادی برخورد می شود. از این فرضیه به شکلی گسترده و موفقیت آمیز برای بررسی لکه های خورشیدی، شعله های خورشیدی، بادهای شمسی، تشکیل ستارگان و مجموعه ای از دیگر موضوعات درفیزیک نجومی استفاده شده است. دو موضوع دارای اهمیت و توجه خاص درفرضیه MHD ارتباط مجدد مغناطیسی و فرضیه دینامو ( Dynamo ) هستند. ارتباط مجدد مغناطیسی Magnetic reconnection   فرآیندی است که در آن خطوط میدان مغناطیسی ناگهان تغییر ساختارداده می توانند باعث تبدیل ناگهانی بخش اعظمی از انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی و شتاب و تسریع برخی از ذرات باردار به انرژی بالا شده و اغلب به عنوان مکانیزم بنیادی ورای شعله های خورشیدی شناخته می شوند. درفرضیه دینامو اینکه چگونه حرکت مایع MHD باعث افزایش تولید میدان مغناطیسی ماکروسکوپی می شود و مورد مطالعه قرار می گیرد. این فرایند مهم است چون میادین مغناطیسی خورشیدی وزمینی تقریباً سریع تحلیل خواهند رفت اگرتوسط تاثیر دینامو حفظ نشوند. میدان مغناطیسی زمین حرکت هسته مذاب ،که می توان با آن به عنوان مایع MHD با تقریبی قابل قبول برخورد نمود ، حفظ می شود.

   3- تولید بمب اتمی در 1952 توجه همگان را تا اندازه زیادی به گداخت حرارتی هسته ای کنترل شده به عنوان منبع قدرت ممکنه برای آینده جلب نمود. ابتدا این تحقیق به صورت مخفیانه و مستقل توسط   آمریکا ، روسیه و انگلستان صورت گرفت . با این حال در 1958 این تحقیقات علنی شده و منجر به انتشارات مقالات بسیار مهم و تاثیر گذار در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 شد. اگر بخواهیم دقیق تر صحبت کنیم فیزیک پلاسمای تئوریک دراین سالها ابتدا به عنوان یک روش کاملاً مبتنی بر ریاضی ارائه شد . جای تعجب نیست که (بگوییم) فیزیکدانان گداختی بیشتر با شناخت و بررسی اینکه چگونه می توان پلاسمای هسته ای حرارتی را اکثراً توسط میدان مغناطیسی به دام انداخت و بررسی نا پایداریهای پلاسما که باعث فرار (از کنترل خارج شدن ) آن می شود سروکار دارند.

   4- کشف جیمز وان آس در ارتباط با کمربند های تشعشعی اطراف زمین با استفاده از اطلاعات ارسالی توسط ماهواره اکسپلو در آمریکا در 1958 مبنای شروع بررسی سیستماتیک ماگنتو سفر به کمک ماهواره بوده و زمینه فیزیک پلاسمای فضایی باز نمود. دانشمندان علوم فضایی فرضیه به دام انداختن (کنترل) پلاسما توسط میدان مغناطیسی را از تحقیقات گداختی یعنی فرضیه امواج پلاسما از فیزیک یونسفری وایده ارتباط مجدد مغناطیسی به عنوان مکانیزمی برای آزادسازی انرژی و شتاب ذرات از فیزیک نجومی گرفتند.

   5- توسعه نیرو با قدرت بالا در دهه 1960 زمینه را برای فیزیک پلاسمای لیزری باز نمود. وقتی یک طیف لیزری با قدرت بـالا بـا هـدفـی جـامـد برخورد نماید مواد سریعاً ذوب شده و در ناحیه (مرز) بین طیف و هدف پلاسما تشکیل می شود پلاسمای لیزری ویژگیهای تقریبا خاصی (مانند تراکم های خاص جامدات ) داشته که در بیشتر پلاسماهای معمولی یافت نمی شوند. یکی از کاربردهای اصلی پلاسمای لیزری در روشی است که انرژی گداختی به کار رفته و تحت عنوان گداخت حبسی داخلی شناخته می شود. در این روش از طیفهای لیزری کاملاً تمرکز یافته برای انفجار داخلی یک هدف جامد کوچک تا زمانیکه تراکم و دمای خاص گداخت هسته ای (یعنی مرکز و هسته بمب هیدروژنی ) بدست آید . کار برد جالب دیگر فیزیک پلاسمای هسته ای استفاده از میادین الکتریکی بسیار قوی برای شتاب ذرات است که زمانی تولید می شوند که موج لیزر با شدت بالا از پلاسما عبور نماید . فیزیکدانان انرژی بالا امید دارند (بتوانند )از روشهای شتاب پلاسمابری کاهش چشمگیر ابعاد و هزینه شتاب دهنده های ذرات استفاده نمایند