دارپا آینده را در لوله‌های خلا می‌‌‌بیند!

در دنیای امروز لوله‌های خلا و شیرهای رادیویی به عنوان فناوری‌هایی مرده و بسیار سطح پایین به حساب می‌‌‌آیند، اما به نظر می‌‌‌آید که دارپا این فناوری را بیشتر متعلق به آینده می‌‌‌داند تا گذشته! اگر می‌‌‌خواهید چرایی این موضوع را بدانید با ما همراه باشید.

به عنوان بخشی از این برنامه جدید، این سازمان قصد دارد طراحی‌های جدیدی را برای این فناوری بسازد تا با بهره گیری از تکنیک‌های جدید تولید بتواند از این لوله‌های خلا برای استفاده در ارتباطات قدرت بالا و سامانه‌های راداری آینده استفاده کند. میکروالکترونیک حالت جامد، امروزه حاکم بی چون و چرای دنیای الکترونیک است و به معنای واقعی کلمه انقلابی که گذر از لوله‌های خلا به ترانزیستورهای نیمه‌رسانا به همراه داشته است، یکی از بی نظیر ترین‌ها بوده است. برای اینکه درکی از این انقلاب داشته باشید، کافی است تصور کنید که در صورت استفاده از لوله‌های خلا در تلفن‌های هوشمند امروزی، احتمالا ابعاد آن در اندازه یک آشیانه‌ی ساخت هواپیما می‌‌‌بود و انرژی به اندازه‌ی یک شهر کوچک را مصرف می‌‌‌کرد و البته به ارتشی از تکنسین‌ها به صورت ۲۴ ساعته و هفت روز هفته برای نگهداری از آن نیاز بود.

با وجود تمام این مشکلات، معلوم است که هر کسی فکر می‌‌‌کند این فناوری متعلق به گذشته است و جایی در آینده ندارد، با این همه به عنوان مثالی قابل توجه می‌‌‌توان گفت که لوله‌های کاتدی نیز متعلق به مدت‌ها پیش است ولی اگر شما هم در خانه مایکروویو دارید در واقع دارید از همین فناوری استفاده می‌‌‌کنید. درون هر دستگاه مایکروویوی که شما خریداری می‌‌‌کنید لوله‌ای از جنس تنگستن وجود دارد که به نام مگنترون خوانده می‌‌‌شود و امواج میکروویو را پدید می‌‌‌آورد.

افزون بر این توجه داشته باشید که تکنولوژی لوله‌های خلا نیز که متعلق به جنگ جهانی دوم است، همچنان نیز به طور معمول بر روی زمین و در فضا به کار می‌‌‌روند. علت این استفاده نیز این است که اگرچه ترانزیستورهای حالت جامد مزایای بسیاری دارند ولی آن‌ها نیز محدودیت‌هایی دارند که این محدودیت‌ها برای لوله‌های خلا وجود ندارد.

یکی از این محدودیت‌ها توانایی کار آن‌ها در فرکانس‌های بالا و توان‌ها بسیار بالاست که موجب خرابی و سوختن آن‌ها می‌‌‌شود و این برای مثال برای ماهواره‌هایی که می‌‌‌بایست با قدرت بالا سیگنال‌هایی را با کیفیت بالا به سمت زمین ارسال کنند بسیار آزار دهنده است و اینجا است که دود از کنده بلند می‌‌‌شود! این لوله‌های همچنین در تمامی سامانه‌های راداری برد بلند نیز به کار می‌‌‌روند که در کاربردهای نظامی و شهری بسیار حیاتی اند. به گفته‌ی دارپا هم اکنون تا 200000 دستگاه در دپارتمان دفاعی ایالات متحده‌ی آمریکا از این فناوری بهره می‌‌‌برند که عدد قابل توجهی است.

مشکل در اینجا است که اگرچه دستگاه‌های ساخته شده از لامپ خلا سطح بالای جدید در قیاس با اجداد خود بسیار پیشرفت کرده‌اند اما همچنان مشکلات زیادی را از آن‌ها به ارث برده اند. برنامه‌ی دارپا برای توسعه‌ی این دسته از ابزارها بر پایه‌ی امواج با فرکانس‌های بالای میلیمتری است و به گفته‌ی این سازمان، ابعاد بزرگ این دستگاه‌ها مانع اصلی در این راه به شمار می‌‌‌آید که در این برنامه ۴ سال برای تمرکز بر روی حل این مشکل در نظر گرفته شده است، چهار سالی که بلافاصله پس از پذیرش پیشنهاد شروع خواهد شد. دارپا قصد دارد در این برنامه مدلسازی و شبیه سازی‌های لازم برای طراحی اجزای جدید و فهم بهتر فرایند انتشار الکترون را انجام داده و همچنین فناوری‌های جدیدی را نیز برای روش ساخت توسعه دهد.

مورد آخر اهمیت زیادی دارد، چرا که دستیابی به امواج رادیویی میلیمتری نیازمند همرسی و کنارهم قرار دادن اجزای بسیار کوچک در آرایشی بسیار دقیق است و برای انجام این کار آن‌ها می‌‌‌بایست، راه‌هایی برای تحلیل، ساخت و بهینه سازی طراحی‌ها پیدا کنند تا نه تنها بتوان آن‌ها را بهبود داد بلکه بتوان آن‌ها را به سمت چاپ سه بعدی سوق داد.

اگر بتوان چنین ساختارهایی را با بهره گیری از چاپگرهای سه بعدی تولید کرد، می‌‌‌توان تمامی اجزای چنین سازه‌هایی را به کمک این روش در یک فرایند بهم پیوسته در کنار هم تولید کرد که بسیار آسان تر از تولید به روش‌های معمول است.

منبع: زومیت

چین کدام مواد معدنی حیاتی را تولید می‌کند؟(+اینفوگرافی)

تماشاخانه

سوزاندن گازهای سمی و مردمی که نمی‌توانند درست نفس بکشند / چه کسی می‌تواند اسید سولفوریک را تنفس کند؟ انتظار زیادی که از مردم غیزانیه دارند! (فیلم)

هوشنگ مرادی کرمانی: من ظرف شش هفت سال تمام سرپرست‌هام رو از دست دادم (فیلم)

فیلم های دیگر