मंगल ग्रह विज्ञान प्रयोगशाला, 26 नवंबर, शनिवार की सुबह तीन दिन पहले शुरू की गई, वर्तमान में लाल ग्रह पर जा रही है - एक यात्रा जिसमें लगभग नौ महीने लगेंगे। जब यह अगस्त 2012 के पहले सप्ताह में आता है, तो एमएसएल गेल क्रेटर के भीतर मिट्टी और वातावरण की जांच करना शुरू कर देगा, पिछले जीवन के बेहोश संकेत की खोज करेगा। और सौर ऊर्जा पर चलने वाले पिछले रोवर्स के विपरीत, एमएसएल परमाणु ऊर्जा से संचालित होगा, जो लगभग 8 पाउंड प्लूटोनियम -238 के क्षय के माध्यम से अपनी ऊर्जा पैदा करता है। यह संभावित रूप से अगली पीढ़ी के रोवर को वर्षों तक चालू रखेगा ... लेकिन भविष्य के अन्वेषण मिशनों को अब क्या ईंधन देगा कि नासा अब प्लूटोनियम के उत्पादन को निधि देने में सक्षम नहीं हो सकता है?
Pu-238 रेडियोधर्मी तत्व का एक गैर-हथियार-ग्रेड आइसोटोप है, जिसका उपयोग नासा द्वारा 50 वर्षों से अधिक समय से विस्फोटक अंतरिक्ष यान को ईंधन के लिए किया जाता है। मल्लाह, गैलीलियो, कैसिनी ... सभी में रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी) थे, जो कि पु-238 के माध्यम से बिजली उत्पन्न करते थे। लेकिन अमेरिका में 1980 के दशक के बाद से पदार्थ का उत्पादन नहीं हुआ है; रूस में सभी पु -238 का उत्पादन किया गया है। लेकिन अब केवल एक या दो और मिशनों के लिए पर्याप्त बचा है और 2012 के बजट की योजना अभी तक उत्पादन जारी रखने के लिए ऊर्जा विभाग के लिए धन आवंटित नहीं करती है।
भविष्य का ईंधन कहां से आएगा? नासा कैसे रोबोट खोजकर्ताओं की अपनी अगली लाइनअप को शक्ति देगा? (और इस बारे में अधिक लोगों को चिंता क्यों नहीं है?)
एमेच्योर खगोलशास्त्री, शिक्षक और ब्लॉगर डेविड डिकिंसन ने इस साल के शुरू में लिखे गए एक जानकारीपूर्ण लेख में इस पहेली के बारे में विस्तार से बताया। उनकी पोस्ट के कुछ अंश इस प्रकार हैं:
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हमारे निष्पक्ष ग्रह को छोड़ते समय, द्रव्यमान ही सब कुछ है। अंतरिक्ष एक कठोर स्थान होने के नाते, आपको अपने साथ ईंधन सहित, अपनी जरूरत की लगभग हर चीज लाना चाहिए। और हाँ, अधिक ईंधन का अर्थ है अधिक द्रव्यमान, अधिक ईंधन का अर्थ है, मतलब ... ठीक है, आपको यह विचार मिलता है। इसका एक तरीका बिजली उत्पादन के लिए उपलब्ध सौर ऊर्जा का उपयोग करना है, लेकिन यह केवल आंतरिक सौर प्रणाली में अच्छी तरह से काम करता है। अगले महीने बृहस्पति के लिए बाध्य जूनो अंतरिक्ष यान पर सौर पैनलों पर एक नज़र डालें ... उन चीजों को होना चाहिएविशाल इसके लिए उपलब्ध अपेक्षाकृत कमज़ोर सौर वाट क्षमता का लाभ उठाने के लिए ... यह सब हमारे मित्र के उलटे वर्ग कानून के कारण होता है जो सभी चीजों को विद्युत चुम्बकीय, प्रकाश को नियंत्रित करता है।
के वातावरण में काम करने के लिएगहराअंतरिक्ष, आपको एक भरोसेमंद बिजली स्रोत की आवश्यकता है। यौगिक समस्याओं के लिए, चंद्रमा या मंगल पर किसी भी भावी सतह संचालन को लंबे समय तक सूरज से कम संचालन के लिए ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए; एक चांद की चौकी रातों का सामना करेगी जो उदाहरण के लिए लगभग दो पृथ्वी सप्ताह लंबी हैं। यह अंत करने के लिए, नासा ने ऐतिहासिक रूप से रेडियोसोटोप थर्मल जनरेटर (आरटीजी) का उपयोग दीर्घकालिक अंतरिक्ष मिशनों के लिए एक इलेक्ट्रिक "पावर प्लांट" के रूप में किया है। ये 20-300 वाट बिजली से उत्पन्न ईंधन का एक हल्का, दीर्घकालिक स्रोत प्रदान करते हैं। अधिकांश एक छोटे व्यक्ति के आकार के बारे में हैं, और पहले प्रोटोटाइप ने 60 के दशक की शुरुआत में ट्रांजिट -4 ए और 5 एनबी 1/2 अंतरिक्ष यान पर उड़ान भरी थी। पायनियर, मल्लाह, न्यू होराइजंस, गैलीलियो और कैसिनी अंतरिक्ष यान सभी खेल पु238 संचालित RTGs। वाइकिंग 1 और 2 अंतरिक्ष यान में RTG भी थे, जैसा कि अपोलो लूनर सरफेस एक्सपेरिमेंट्स पैकेज (ALSEP) ने अपोलो अंतरिक्ष यात्रियों ने चंद्रमा पर रखा था। प्लूटो ग्रह पर एक महत्वाकांक्षी नमूना वापसी मिशन भी 2003 में प्रस्तावित किया गया था जिसमें एक छोटे परमाणु इंजन का उपयोग किया गया होगा।
वीडियो: प्लूटोनियम वास्तव में क्या पसंद है?
डेविड ने प्लूटोनियम के निर्विवाद खतरों का उल्लेख किया है ...
प्लूटोनियम हैबुरा सामान। यह एक मजबूत अल्फा-एमिटर और एक अत्यधिक जहरीली धातु है। यदि साँस ली जाती है, तो यह फेफड़े के ऊतकों को कैंसर के संभावित जोखिम के साथ बहुत अधिक स्थानीय विकिरण खुराक के लिए उजागर करता है। अगर निगला जाता है, तो प्लूटोनियम के कुछ रूप हमारी हड्डियों में जमा हो जाते हैं, जहां यह शरीर के रक्त बनाने वाले तंत्र को नुकसान पहुंचा सकता है और डीएनए के साथ कहर ढा सकता है। नासा ने ऐतिहासिक रूप से न्यू होराइजन्स अंतरिक्ष यान की लॉन्चिंग की विफलता को 350-टू -1 के खिलाफ एक मौका दिया था, जो तब भी आरटीजी को नहीं तोड़ता था और पर्यावरण में निहित 11 किलोग्राम प्लूटोनियम डाइऑक्साइड को मुक्त करता था। उदाहरण के लिए, लूनार मॉड्यूल के आरोही चरण के उपर्युक्त अपोलो 13 एलएम पुन: प्रवेश के दक्षिण प्रशांत विश्राम स्थल के आसपास किए गए नमूने से पता चलता है कि आरटीजी के रीटरेंट ने कंटेनर को नहीं तोड़ा, क्योंकि कोई प्लूटोनियम संदूषण कभी नहीं मिला है। ।
फिर भी परमाणु ऊर्जा के खतरे अक्सर इसकी सापेक्ष सुरक्षा और अचूक लाभ को बनाए रखते हैं:
थ्री माइल आइलैंड, चेरनोबिल और फुकुशिमा जैसी काली हंस की घटनाओं ने सभी चीजों को परमाणु रूप से ध्वस्त करने का काम किया है, यह देखने के लिए बहुत पसंद है कि 19वेंशताब्दी के नागरिकों के पास बिजली थी। इस बात पर कभी ध्यान न दें कि कोयले से चलने वाले पौधे रेडियोधर्मी संदूषण के बराबर कई बार वायुमंडल में लेड के रूप में डालते हैं210, पोलोनियम214, थोरियम और रेडॉन गैसों,हर दिन। आस-पास के कोयला संयंत्र उत्सर्जन के कारण तापमान पर आक्रमण के दौरान परमाणु संयंत्रों में सुरक्षा डिटेक्टरों को अक्सर ट्रिगर किया जाता है ... शीत युद्ध से पहले भी विकिरण हमारे पर्यावरण का हिस्सा था और यहां रहने के लिए है। कार्ल सागन को उद्धृत करने के लिए, "अंतरिक्ष यात्रा परमाणु हथियारों का सबसे अच्छा उपयोग है जो मैं सोच सकता हूं ..."
फिर भी यहाँ हम परमाणु "हथियारों" की आपूर्ति की दृष्टि से एक निश्चित अंत के साथ हैं, जो अंतरिक्ष यात्रा की जरूरत है ...
वर्तमान में, नासा एक दुविधा का सामना कर रहा है जो आने वाले दशक में बाहरी सौर प्रणाली की खोज पर एक गंभीर नुकसान करेगा। जैसा कि उल्लेख किया गया है, वर्तमान प्लूटोनियम भंडार मंगल विज्ञान प्रयोगशाला जिज्ञासा के लिए पर्याप्त है, जिसमें 4.8kilograms प्लूटोनियम डाइऑक्साइड शामिल हैं, और एक अंतिम बड़े और शायद एक छोटे बाहरी सौर मंडल मिशन है। MSL बोइंग द्वारा डिज़ाइन की गई नई पीढ़ी MMRTG ("MM" मल्टी-मिशन के लिए खड़ा है) का उपयोग करता है जो 14 वर्षों तक 125 वाट का उत्पादन करेगा। लेकिन नए प्लूटोनियम का उत्पादन मुश्किल होगा। प्लूटोनियम आपूर्ति-लाइन का पुनरारंभ एक लंबी प्रक्रिया होगी, और शायद एक दशक लग जाएगा। अन्य परमाणु आधारित विकल्प वास्तव में मौजूद हैं, लेकिन कम थर्मल गतिविधि, अस्थिरता, उत्पादन में खर्च या कम आधे जीवन में जुर्माना के बिना नहीं।
इस कारक के निहितार्थ बाहरी सौर मंडल में मानवयुक्त और मानव रहित अंतरिक्ष यात्रा दोनों के लिए गंभीर हो सकते हैं। हाल ही में 2011 के ग्रहों की खोज के लिए Decadal सर्वेक्षण के प्रस्ताव के खिलाफ Juxtaposed, हम उन महत्वाकांक्षी के कई देखने के लिए भाग्यशाली होगा "बैटलस्टार गैलेक्टिका-स्टाइल बाहरी सौर मंडल मिशन पास करने के लिए आते हैं।
यूरोपा, टाइटन, और एनसेलडस पर लैंडर्स, ब्लिम्प्स और सबमर्सिबल, सभी सूर्य के डोमेन से अच्छी तरह से संचालित होंगे और काम पूरा करने के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की आवश्यकता होगी ... इसके विपरीत यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की ह्यूगैस जांच, जो टाइटन पर होने के बाद उतरा। 2004 में नासा के कैसिनी अंतरिक्ष यान से जारी किया गया, जो -179.5 C ° टेम्प्रेचर के आगे बढ़ने से पहले बैटरी पावर पर घंटों तक काम करता था, जो सैटर्नियन चंद्रमा पर एक अच्छे बाल दिवस का प्रतिनिधित्व करता है।
तो, क्या करने के लिए एक अंतरिक्ष-फ़ेयरिंग सभ्यता है? निश्चित रूप से, "अंतरिक्ष में नहीं जा रहा" विकल्प वह नहीं है जिसे हम मेज पर चाहते हैं, और ताना या फास्टर-थान-लाइट ड्राइव ला एक बुरा हर विज्ञान कथा फ़्लिक तत्काल भविष्य में कहीं नहीं है। [मेरे] उच्च विचार वाले दृष्टिकोण में, नासा के पास निम्नलिखित विकल्प हैं:
अन्य RTG स्रोतों को दंड के आधार पर निष्कासित करें। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, प्लूटोनियम, थोरियम और क्यूरियम आइसोटोप के रूप में अन्य परमाणु स्रोत मौजूद हैं और आरटीजी में गर्भ धारण किया जा सकता है; हालाँकि, सभी की समस्याएं हैं। कुछ प्रतिकूल आधा जीवन है; अन्य लोग बहुत कम ऊर्जा या खतरनाक मर्मज्ञ गामा-किरणों को छोड़ते हैं। प्लूटोनियम238 एक सराहनीय जीवन काल के दौरान उच्च ऊर्जा उत्पादन होता है, और इसके अल्फा कण उत्सर्जन को आसानी से समाहित किया जा सकता है।
नवीन नवीन तकनीकों को डिजाइन करना।सौर सेल प्रौद्योगिकी ने हाल के वर्षों में एक लंबा सफर तय किया है, जिससे बृहस्पति की कक्षा के लिए बाहर अन्वेषण संभव हो गया है और यह सभी संग्रह क्षेत्र के साथ सक्षम है। प्लकीआत्मा तथाअवसर मार्स रोवर्स (जिसमें उनके स्पेक्ट्रोमीटर में क्यूरियम आइसोटोप शामिल थे!) ने सौर कोशिकाओं का उपयोग करते हुए अपनी संबंधित वारंटी तिथियों को अच्छी तरह से अतीत में बनाया है, और नासा के डॉन अंतरिक्ष यान वर्तमान में क्षुद्रग्रह वेस्टा खेलों को एक अभिनव आयन-ड्राइव तकनीक की परिक्रमा करते हैं।
प्लूटोनियम उत्पादन को फिर से शुरू करने के लिए पुश करें। फिर, यह संभव नहीं है या यहां तक कि संभव है कि यह आज के आर्थिक रूप से उपजी शीत-युद्ध के माहौल में पारित हो जाएगा। अन्य देश, जैसे भारत और चीन तेल पर अपनी निर्भरता को तोड़ने के लिए “परमाणु” जाना चाहते हैं, लेकिन लॉन्च पैड तक पहुँचने के लिए किसी भी ट्रिकल-डाउन प्लूटोनियम में कुछ समय लगेगा। इसके अलावा, पावर रिएक्टर पु के अच्छे निर्माता नहीं हैं238। पु का समर्पित उत्पादन238 या तो उच्च न्यूट्रॉन प्रवाह रिएक्टरों की आवश्यकता होती है या विशेष रूप से "फास्ट" रिएक्टर विशेष रूप से ट्रांस-यूरेनियम समस्थानिकों के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं ...
परमाणु सामग्री की वास्तविकताओं के आधार पर पु के लिए वित्त पोषण के स्तर का उत्पादन होता है238 उत्पादन पुनः आरंभ भयावह रूप से छोटा है। नासा को बुनियादी ढांचे और आवश्यक ज्ञान के लिए डीओई पर निर्भर होना चाहिए और समस्या के समाधान दोनों एजेंसियों के भीतर वास्तविकताओं को फिट करना चाहिए।
और यह नासा का सामना करने वाली एक बहादुर नई प्लूटोनियम मुक्त दुनिया की गंभीर वास्तविकता है; शायद समाधान कुछ या सभी उपरोक्त के संयोजन के रूप में आएगा। अगले दशक संकट और अवसर से भरा होगा ... प्लूटोनियम हमें इसके उपयोग के साथ एक प्रकार का प्रोमेथियन सौदा देता है; हम या तो हथियार बना सकते हैं और इसके साथ खुद को मार सकते हैं, या हम सितारों को विरासत में दे सकते हैं।
अपने उत्कृष्ट लेख के उपयोग के लिए डेविड डिकिन्सन का धन्यवाद; अपने एस्ट्रो गयज़ साइट पर पूरा संस्करण यहाँ अवश्य पढ़ें (और ट्विटर पर डेविड का पालन करें
"कुछ लोग हैं जो वैध रूप से ऐसा महसूस करते हैं कि यह केवल प्राथमिकता नहीं है, कि पर्याप्त पैसा नहीं है और यह उनकी समस्या नहीं है। लेकिन मुझे लगता है कि अगर आप पीछे हटने की कोशिश करते हैं और जंगल को देखते हैं, न कि केवल व्यक्तिगत पेड़ों को, यह उन चीजों में से एक है, जिन्होंने हमें तकनीकी पावरहाउस बनने में मदद की है। हमने रोबोट अंतरिक्ष अन्वेषण के साथ जो किया है वह कुछ ऐसा है जो लोग न केवल यू.एस. में, बल्कि दुनिया भर में देख सकते हैं। "
- राल्फ मैकनेट, जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय के एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी (एपीएल) में ग्रह वैज्ञानिक
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