Stationary High Altitude Relay Platform
SHARP, સ્ટેશનરી હાઈ એલ્ટીટ્યુડ રિલે પ્લેટફોર્મ માટે ટૂંકું, કોમ્યુનિકેશન્સ રિસર્ચ સેન્ટર કેનેડા (CRC) દ્વારા ડિઝાઇન કરાયેલ બીમ સંચાલિત પ્રોપલ્શનનો ઉપયોગ કરતું એક પ્રાયોગિક વિમાન હતું અને 1980ના દાયકા દરમિયાન યુનિવર્સિટી ઓફ ટોરોન્ટો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર એરોસ્પેસ સ્ટડીઝ (UTIAS) દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. SHARP એ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશનમાંથી ઊર્જા પૂરી પાડવા માટે માઇક્રોવેવ્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો જે વિમાનને ઊંચું રાખવા માટે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ સ્પિનિંગ પ્રોપેલર્સને સંચાલિત કરે છે. આ શક્તિનો ઉપયોગ ઓનબોર્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે પણ થતો હતો. SHARP અનિશ્ચિત સમય સુધી ઉપર રહી શકે છે, અને તેનો ઉપયોગ નાના ભૌગોલિક વિસ્તારો માટે નીચા-ઊંચાઇના સંચાર ઉપગ્રહ તરીકે કરવાનો ઈરાદો હતો. ઇતિહાસ પૃષ્ઠભૂમિ વિમાનના પ્રોપલ્શન માટે બીમ પાવરનો ઉપયોગ કરવાની વિભાવનાની શોધ વિલિયમ સી. બ્રાઉન દ્વારા લગભગ એકલા હાથે કરવામાં આવી હતી. 1940ના દાયકામાં રેથિયોનમાં જોડાયા પછી, બ્રાઉને તેમના મેગ્નેટ્રોન ઉત્પાદનોમાં સુધારો કરવા પર કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. આનાથી ક્રોસ-ફિલ્ડ એમ્પ્લીફાયરનો વિકાસ થયો, જે એક સરળ, વિશ્વસનીય અને અત્યંત કાર્યક્ષમ માઇક્રોવેવ એમ્પ્લીફાયર છે. પાછળથી તેમણે સહકર્મીઓ સાથે મળીને રેક્ટેના વિકસાવવા માટે કામ કર્યું, જે માઇક્રોવેવ્સ ((એન) "ટેના") મેળવે છે અને તેમને સીધા ડીસી પાવર ("રેક્ટ" આઇફિયર) માં રૂપાંતરિત કરે છે. બ્રાઉન પાસે હવે એક એવી પ્રણાલી હતી જે 70 ટકા કાર્યક્ષમતા સાથે ઇનપુટ પાવરને માઇક્રોવેવમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે અને 70 ટકા કાર્યક્ષમતા સાથે તેને ફરીથી ઇલેક્ટ્રિક પાવરમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, જેના પરિણામે કુલ કાર્યક્ષમતા લગભગ 50 ટકા થાય છે. બ્રાઉને સૌર ઉર્જા ઉપગ્રહો (એસ. પી. એસ.) અને હાઇ એલ્ટીટ્યુડ પાવર્ડ પ્લેટફોર્મ (એચ. એ. પી. પી.) ખ્યાલ બંને પર કામ કરીને ટેકનોલોજીના ઉપયોગોની શોધ કરી હતી. આ સંશોધન 1965 માં બીમ પાવરનો ઉપયોગ કરીને મોડેલ હેલિકોપ્ટર ઉડાવવા સુધી ગયું હતું. નાસાએ તેમના એસ. પી. એસ. કાર્યના ભાગરૂપે રેક્ટેના ખ્યાલમાં પણ રોકાણ કર્યું હતું. 1975માં ગ્રાઉન્ડ-ટુ-ગ્રાઉન્ડ પ્રયોગમાં આનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને તેના ભાગરૂપે તેઓએ રેક્ટેન્નાની હળવી આવૃત્તિઓ વિકસાવી હતી. 1982માં, બ્રાઉન અને જેમ્સ ટ્રિમર (નાસાના) એ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને રેક્ટેન્નાના નવા સંસ્કરણની જાહેરાત કરી હતી જેણે વજનમાં દસ ગણો ઘટાડો કર્યો હતો. આનાથી વિમાનના ઉપયોગો વધુ આકર્ષક બન્યા. રિલે પ્લેટફોર્મ સંદેશાવ્યવહાર ઉપગ્રહોમાંથી સાંકડા-ખૂણા પ્રસારણ શક્ય હતું તે પહેલાના યુગમાં, ટેલિવિઝન પ્રસારણકર્તાઓને માત્ર એવી તકનીકની સમસ્યાનો સામનો કરવો પડ્યો હતો જે પરંપરાગત ગ્રાઉન્ડ-માઉન્ટેડ એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરીને 100 કિમીના ક્રમમાં મોટા મેટ્રોપોલિટન વિસ્તારો માટે અથવા ઉપગ્રહોનો ઉપયોગ કરીને ખંડના મોટા ભાગ માટે યોગ્ય હતી. આ બે ચરમસીમાઓ વચ્ચેની શ્રેણીને સંબોધવા માટે સામાન્ય રીતે પુનરાવર્તક એન્ટેનાનું નેટવર્ક જરૂરી હતું, જે સામાન્ય રીતે ઓછી વસ્તીને ધ્યાનમાં રાખીને ખર્ચાળ હતા. ઉપગ્રહ ખૂબ ઊંચો અને પાર્થિવ એન્ટેના ખૂબ નીચો હોવાથી, બંને વચ્ચે એક પ્લેટફોર્મની જરૂર હતી, જે ત્રિજ્યામાં થોડાક સો કિલોમીટરના વિસ્તારને આવરી લેતું હતું-લગભગ કેનેડિયન પ્રાંતના કદ જેટલું. આ કરવા માટે પ્લેટફોર્મને લગભગ 70,000 ફૂટ (21 કિમી) ઊંચાઈએ ઉડવું પડશે. વિમાનો અને હેલિકોપ્ટર આ કરી શકતા હતા, પરંતુ માત્ર ટૂંકા સહનશક્તિ સાથે. સુપર-હાઈ-એલ્ટીટ્યુડ એરોસ્ટેટ અન્ય શક્યતા હતી. ઉપલબ્ધ તકનીકોમાંથી, હેલિકોપ્ટર ખૂબ ભારે દેખાતા હતા, અને એરોસ્ટેટ્સ, જેને મજાકમાં "ગોસમર હિન્ડેનબર્ગ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે સારી રીતે સમજી શકાયા ન હતા. વિદ્યુત સંચાલિત અલ્ટ્રાલાઇટ વિમાન શ્રેષ્ઠ ઉકેલ હોવાનું જણાયું હતું. તે સમયે, સૌર કોષો અને બૅટરીનો ઉપયોગ કરતી પ્રણાલીને ખૂબ ભારે માનવામાં આવતી હતી. કેટલાક મોટા ક્ષેત્રની જમાવટમાં પણ પરંપરાગત ઉપગ્રહોના સ્થાને આ પ્રણાલીનું અર્થશાસ્ત્ર આકર્ષક હતું. સી. આર. સી. એ અંદાજ મૂક્યો હતો કે દરેક વિમાનની કિંમત આશરે $100,000 હશે અને તે દર વર્ષે $2 થી $3 મિલિયનમાં કામ કરશે. તેનાથી વિપરીત, માત્ર એક ઉપગ્રહને પ્રક્ષેપિત કરવા માટે લગભગ 15 કરોડ ડોલરનો ખર્ચ થયો હતો. વધુમાં, જ્યારે તે યુગના ઉપગ્રહનું આયુષ્ય લગભગ 10 વર્ષનું હોઈ શકે છે, ત્યારે વિમાનને સમયાંતરે સર્વિસિંગ અને અપગ્રેડ માટે જમીન પર પરત કરી શકાય છે, જેનાથી તે અનિશ્ચિત સમય સુધી કામ કરી શકે છે. તેમને લાગ્યું કે આ ત્રીજા વિશ્વના બજારો માટે આકર્ષક રહેશે. એચ. એ. પી. પી. ના કાર્યને અનુસરીને, સી. આર. સી. એ સંદેશાવ્યવહાર મંચ બનાવવાના ચોક્કસ ઉદ્દેશ સાથે તેમના પોતાના સંસ્કરણ પર કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. એસ. એચ. એ. આર. પી. 5.8 ગીગાહર્ટ્ઝ આવર્તન પર વિમાનમાં 500 કેડબલ્યુ પાવર ફેલાવતી નાની પેરાબોલિક વાનગીઓની 80 મીટર વ્યાસની શ્રેણીનો ઉપયોગ કરશે. ઊંચાઈ પર, બીમ વિમાન કરતાં માત્ર મોટા વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત કરવામાં આવી હતી. વિમાન સામાન્ય રીતે લગભગ 2 કિમીના વર્તુળમાં ઉડતું હતું, તેથી બીમ માત્ર થોડા ડિગ્રી ચલાવવાની જરૂર હતી. 1981માં SED સિસ્ટમોને સંચાર મંચની શક્તિની જરૂરિયાતોનો અભ્યાસ કરવા માટે કરાર આપવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે માર્ટિન કોમ્યુનિકેશન્સના જ્હોન એફ. માર્ટિન અને UTIAS ખાતે જેમ્સ ડેલોરિયરે વિમાનના રૂપરેખાંકનનો અભ્યાસ કર્યો હતો. સપ્ટેમ્બર 1982માં સંચાર વિભાગે સી. આર. સી. ની અંદર એક ઔપચારિક અભ્યાસ જૂથ રચવા માટે મંજૂરી આપી, જેણે રેક્ટેના ડિઝાઇનનો અભ્યાસ કર્યો, જે પાતળા-ફિલ્મ સંસ્કરણો પર અનેક પેટન્ટ તરફ દોરી ગયું. 1982માં યુ. ટી. આઈ. એ. એસ. એ વિમાનનું એક પ્રોટોટાઇપ બનાવ્યું હતું, જેમાં 1.3 મીટર ઊંચું એસ્પેક્ટ-રેશિયો વિંગ ફ્યૂઝલેજની ઉપર માઉન્ટ થયેલ હતું અને પાછળના ભાગમાં પરંપરાગત ટી-પૂંછડી હતી. આ મોડેલ નાના ગેસોલિન એન્જિન દ્વારા સંચાલિત હતું અને તે રેક્ટેનાને ટેકો આપતું ન હતું. પ્રોટોટાઇપે ઘણી એરોડાયનેમિક સમસ્યાઓ દર્શાવી હતી, જે સુધારેલી ડિઝાઇન તરફ દોરી ગઈ હતી જેણે હોરિઝોન્ટલ સ્ટેબિલાઇઝરને વિમાનના આગળના ભાગમાં કેનાર્ડ રૂપરેખાંકનમાં ખસેડ્યું હતું. 1985 અને 86 દરમિયાન યુ. ટી. આઈ. એ. એસ. ખાતે વિન્ડ ટનલનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ તમામ અભ્યાસો સૂચિત ઉત્પાદન શાર્પ વાહનનું આઠમા ધોરણનું મોડેલ બનાવવા માટે આગળ વધવામાં પરિણમ્યા હતા જે બે નાના ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ દ્વારા સંચાલિત હશે. ટેકઓફ માટે પાવર બેટરી દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવશે, જ્યાં સુધી તે પૂરતી ઊંચાઈ પ્રાપ્ત ન કરે કે તે તે બિંદુથી માઇક્રોવેવ બીમ અને સ્વ-શક્તિ પ્રાપ્ત કરી શકે. 4. 5 મીટરની પાંખવાળા આ મોડેલનું નિર્માણ 1987 દરમિયાન કરવામાં આવ્યું હતું. સીઆરસી ખાતે તેની પ્રથમ ઉડાન 17 સપ્ટેમ્બર 1987ના રોજ થઈ હતી. આ પ્રણાલીએ અપેક્ષા મુજબ કામ કર્યું હતું, જેનાથી બેટરી દ્વારા પ્રક્ષેપણ કરવામાં આવ્યું હતું અને ટેકઓફ પછી તરત જ 1 કેડબલ્યુ પ્રસારણકર્તા દ્વારા કેપ્ચર કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રારંભિક 20-મિનિટની ઉડાનનો સમય 5 ઓક્ટોબર સુધીમાં એક કલાકથી વધુ લંબાવવામાં આવ્યો હતો અને 6 તારીખે સંચાર મંત્રી ફ્લોરા મેકડોનાલ્ડ માટે જાહેર પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું. તેમના કાર્યને 1988માં ફેડરેશન એરોનાટિક ઇન્ટરનેશનલ તરફથી "ડિપ્લોમ ડી 'ઓનર" મળ્યું હતું. SHARP પછી તેની સફળતા છતાં, SHARP સંશોધન કેનેડિયન સંશોધન બજેટના મોટા ડ્રો-ડાઉનના ભાગ રૂપે સમાપ્ત થયું. લાંબા ગાળાની ઉડાનોનું પરીક્ષણ કરવા માટે તૈયાર, ક્ષેત્રના ઉંદરોએ SHARP વિમાન પર હુમલો કર્યો જ્યારે તે સંગ્રહમાં હતું, અને ઉડાન ક્યારેય થઈ ન હતી. આ કામ જાપાનમાં ક્યોટો યુનિવર્સિટી ખાતે રેડિયો એટમોસ્ફેરિક સાયન્સ સેન્ટર ખાતે લેવામાં આવ્યું હતું. શાર્પની સફળતાઓ પછી તરત જ શરૂ કરીને, પ્રોફેસર હિરોશી માત્સુમોટોએ સમાન વાહન વિકસાવ્યું, જેણે 29 ઓગસ્ટ 1992ના રોજ ઉડાન ભરી હતી. શાર્પની સરખામણીમાં, તેમના મિલેક્સ (માઇક્રોવેવ લિફ્ટેડ એરપ્લેન એક્સપેરિમેન્ટ) વાહનમાં બે નવી ડિઝાઇન સુવિધાઓ હતી. વિમાન પરની રેક્ટેના પાંખો અને પૂંછડીની સપાટીઓમાં જડિત કરવામાં આવી હતી, જે અલગ એન્ટેના બોડીની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે. પ્રસારણ એન્ટેના સક્રિય તબક્કાવાર શ્રેણી પર આધારિત હતું, જે તેને શારીરિક હિલચાલ વિના ચલાવવાની મંજૂરી આપે છે. હળવા ટ્રકની પાછળ બ્રોડકાસ્ટ એન્ટેનાને માઉન્ટ કરીને અને તેને આસપાસ ચલાવીને સિસ્ટમનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું જ્યારે એમઆઇએલએએક્સ અનુસરતું હતું. જાપાનમાં બીજો બીમ-પાવર પ્રયોગ ETHER પ્રોજેક્ટ હતો, જેણે 5.8 kW પાવરને હિલીયમ-ફૂલેલા એરશીપમાં પ્રસારિત કર્યો હતો. સિસ્ટમની પ્રથમ દરખાસ્ત કરવામાં આવી ત્યારથી વર્ષોમાં, સૌર કોષો અને બેટરી તકનીકમાં પ્રગતિએ પ્રારંભિક ગણતરીઓને અસ્વસ્થ કરી છે. નાસા પાથફાઇન્ડરે SHARP જેવી જ ભૂમિકામાં લાંબા ગાળાની સૌર સંચાલિત ઉડાનનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. 2000 ના દાયકામાં, ટાઇટન એરોસ્પેસે ખાસ કરીને સંદેશાવ્યવહારની ભૂમિકા માટે આવા વાહનનો વિકાસ શરૂ કર્યો, આ કિસ્સામાં ઇન્ટરનેટ રિલે તરીકે. સંદર્ભો ગ્રંથસૂચિ નોંધો હિરોશી માત્સુમોટો, "અવકાશમાંથી તેજસ્વી અને સ્વચ્છ ઊર્જા માટે જાપાનીઝ સંશોધન", ક્યોટો યુનિવર્સિટી, 2003 વધુ વાંચન આર્થર ફિશર, "શાશ્વત ઉડાનનું રહસ્ય? બીમ-પાવર પ્લેન, "પોપ્યુલર સાયન્સ, જાન્યુઆરી 1988, પૃષ્ઠ. 62-65,106-107 1980 ના દાયકાના કેનેડિયન વિમાન 1980 ના દાયકાના પ્રાયોગિક વિમાન કેનેડિયન શોધો