सौर गुरुत्वाकर्षण लेंस तक पहुँचने के लिए आवश्यक रेडिकल प्रणोदन

संयुक्त राज्य अमेरिका - इख़बारी समाचार एजेंसी

सौर गुरुत्वाकर्षण लेंस तक पहुँचने के लिए आवश्यक रेडिकल प्रणोदन

सौर गुरुत्वाकर्षण लेंस (SGL) तक एक मिशन भेजने की संभावना, संभावित रूप से रहने योग्य एक्सोप्लैनेट, उनके वायुमंडल और शायद सभ्यता के संकेतों की सीधे इमेजिंग करने की हमारी खोज में एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करती है। हालांकि, पृथ्वी से 650 से 900 एस्ट्रोनॉमिकल यूनिट (AU) के बीच अनुमानित SGL की विशाल दूरी एक दुर्जेय चुनौती प्रस्तुत करती है। यह दूरी मानव जाति के वर्तमान सबसे दूर तक पहुंचने वाले जांच यान, वोयाजर 1 द्वारा तय की गई दूरी से लगभग चार गुना अधिक है, जिसे स्वयं SGL तक पहुंचने में 130 साल से अधिक का समय लगेगा। नतीजतन, पारंपरिक प्रणोदन विधियां किसी भी उचित समय-सीमा में इस लक्ष्य तक पहुंचने के लिए पूरी तरह से अपर्याप्त हैं।

नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) में एक शोधकर्ता और SGL मिशनों के एक प्रमुख समर्थक, डॉ. स्लावा तुरीशेव द्वारा लिखित एक हालिया पत्र में, उन प्रणोदन प्रौद्योगिकियों पर प्रकाश डाला गया है जो संभावित रूप से ऐसी महत्वाकांक्षी यात्रा को संभव बना सकती हैं। पत्र वर्तमान अंतरिक्ष यात्रा क्षमताओं की सीमाओं से परे जाकर, निकट भविष्य में SGL मिशन को साकार करने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग और तकनीकी प्रगति पर जोर देता है।

डॉ. तुरीशेव का विश्लेषण स्पष्ट रूप से पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों और यहां तक कि बड़े ग्रहों से गुरुत्वाकर्षण सहायता को भी 650 AU की विशाल दूरी को व्यावहारिक समय-सीमा में पार करने के लिए व्यवहार्य विकल्प के रूप में खारिज करता है। केवल 20 वर्षों में SGL तक पहुंचने के लिए, एक अंतरिक्ष यान को 154 किमी/सेकंड की औसत गति बनाए रखने की आवश्यकता होगी। यद्यपि यह गति पार्कर सौर प्रोब (192 किमी/सेकंड) द्वारा प्राप्त चरम गति से थोड़ी कम है, लेकिन वह चरम वेग केवल सूर्य के सबसे निकटतम दृष्टिकोण के दौरान, केवल 6.16 मिलियन किलोमीटर की दूरी पर प्राप्त हुआ था। कई दशकों की यात्रा के लिए ऐसी अत्यधिक गति बनाए रखना वर्तमान में तकनीकी रूप से असंभव है।

सौर पाल: सूर्य की शक्ति का उपयोग करना

सबसे दिलचस्प अवधारणाओं में से एक सौर पाल का उपयोग है। ये विशाल, परावर्तक संरचनाएं प्रणोदन उत्पन्न करने के लिए सूर्य के प्रकाश से फोटॉन के संवेग का उपयोग करती हैं। डॉ. तुरीशेव का शोध बताता है कि सूर्य के पास गुरुत्वाकर्षण सहायता युद्धाभ्यास के साथ सौर प्रकाश दबाव को मिलाकर एक सहक्रियात्मक दृष्टिकोण, अंतरिक्ष यान को SGL तक 20-30 साल की पारगमन को प्राप्त करने में सक्षम गति तक तेज कर सकता है। यह विधि अधिकतम त्वरण के लिए सूर्य की ऊर्जा और गुरुत्वाकर्षण प्रभाव का लाभ उठाती है।

हालांकि, महत्वपूर्ण बाधाएं बनी हुई हैं। 30 साल की पारगमन गति प्राप्त करने के लिए, अंतरिक्ष यान को 0.05 AU की दूरी पर एक पेरीहेलियन पास करना होगा, जो पार्कर सौर प्रोब के निकटतम दृष्टिकोण (0.04 AU) से थोड़ा अधिक दूर है। मुख्य इंजीनियरिंग चुनौती अत्यधिक पतले सौर पाल सामग्री को डिजाइन करना है जो सूर्य से इतनी निकटता पर तीव्र सौर विकिरण और गर्मी का सामना कर सके। वर्तमान इंजीनियरिंग क्षमताएं अभी तक ऐसे चरम वातावरण का सामना करने में सक्षम पाल का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

इसके अलावा, अंतरिक्ष यान का द्रव्यमान और घनत्व सौर पाल मिशनों के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं। सौर पाल सीमित प्रणोदन प्रदान करते हैं, जिससे वे भारी पेलोड को प्रणोदित करने के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त, मिशन के वैज्ञानिक पेलोड, जिसमें संभवतः एक टेलीस्कोप और उसका बिजली स्रोत शामिल होगा, एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान चुनौती प्रस्तुत करता है। 650 AU पर, सौर ऊर्जा उपकरणों को बिजली देने के लिए बहुत कमजोर है, जिससे रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर (RTG) जैसे ऑन-बोर्ड बिजली स्रोत की आवश्यकता होती है। RTG स्वाभाविक रूप से भारी होते हैं और अंतरिक्ष यान के समग्र घनत्व को काफी बढ़ा देंगे, संभावित रूप से हल्के सौर पाल डिजाइन के लाभों को नकार देंगे।

परमाणु विद्युत प्रणोदन (NEP): एक मजबूत विकल्प

सौर पाल के साथ चुनौतियों को देखते हुए, परमाणु विद्युत प्रणोदन (NEP) एक मजबूत दावेदार के रूप में उभरता है। यह प्रणाली उच्च दक्षता वाले इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स को शक्ति प्रदान करने के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए एक परमाणु विखंडन रिएक्टर का उपयोग करती है। यद्यपि इन इंजनों में रासायनिक रॉकेटों की तुलना में कम थ्रस्ट होता है, लेकिन उनका असाधारण विशिष्ट आवेग - जिसका अर्थ है कि वे बहुत ईंधन-कुशल हैं और लंबे समय तक काम कर सकते हैं - उन्हें लंबी अवधि, उच्च गति वाले मिशनों के लिए आदर्श बनाता है।

डॉ. तुरीशेव के गणना के अनुसार, 800 किलोग्राम पेलोड के साथ 20 टन वजन वाला NEP-संचालित अंतरिक्ष यान SGL तक की यात्रा लगभग 27 से 33 वर्षों में पूरी कर सकता है। यद्यपि एक अनुकूलित, हल्के सौर पाल जांच जितना तेज़ नहीं है, यह समय-सीमा एक मानव जीवनकाल के भीतर है, जो इसे एक अधिक व्यावहारिक प्रस्ताव बनाती है।

NEP अतिरिक्त लाभ प्रदान करता है। SGL पर पहुंचने पर, प्रणोदन प्रणाली का उपयोग "स्टेशन कीपिंग" के लिए किया जा सकता है, जो अवशिष्ट प्रणोदक का उपयोग करके अंतरिक्ष यान की सटीक स्थिति बनाए रखता है। उत्पन्न बिजली वैज्ञानिक उपकरणों को सीधे अवलोकन के लिए भी शक्ति प्रदान कर सकती है। NEP का मुख्य नुकसान थर्मल प्रबंधन है। ऑन-बोर्ड रिएक्टर महत्वपूर्ण अपशिष्ट गर्मी उत्पन्न करता है, जिसे अंतरिक्ष में फैलाया जाना चाहिए, आमतौर पर बड़े रेडिएटर पैनल के माध्यम से। इन रेडिएटरों का बड़ा आकार लॉन्च वाहनों के लिए एकीकरण की समस्याएं पैदा कर सकता है।

भविष्य की संभावनाएं

सौर गुरुत्वाकर्षण लेंस की यात्रा प्रणोदन में कट्टरपंथी समाधानों की मांग करने वाली अंतरिक्ष अन्वेषण की एक सीमा का प्रतिनिधित्व करती है। उन्नत सौर पाल और मजबूत NEP सिस्टम दोनों संभावित मार्ग प्रदान करते हैं, प्रत्येक अपने स्वयं के जटिल इंजीनियरिंग चुनौतियों के सेट के साथ। डॉ. तुरीशेव का काम एक महत्वपूर्ण रोडमैप प्रदान करता है, जो अंतरतारकीय यात्रा में संभव की सीमाओं को आगे बढ़ाने और SGL के भीतर छिपे रहस्यों को उजागर करने के लिए निरंतर अनुसंधान और विकास की महत्वपूर्ण आवश्यकता पर जोर देता है।

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