यह वर्ष 2027 है और अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए नासा का विजन सही समय पर प्रगति कर रहा है। हालांकि, यात्रा में आधा, एक विशाल सौर भड़कना मिट जाता है, अंतरिक्ष यान में घातक विकिरण सीधे उगलता है। पूर्व अंतरिक्ष यात्री जेफरी हॉफमैन और एमआईटी सहयोगियों के एक समूह द्वारा वर्ष 2004 में किए गए शोध के कारण, इस वाहन में अत्याधुनिक सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय परिरक्षण प्रणाली है जो किसी भी मृत सौर उत्सर्जन से मानव रहने वालों की रक्षा करती है।
नए अनुसंधान ने हाल ही में अंतरिक्ष यात्रियों को लंबी अवधि के अंतरिक्ष यात्रियों के दौरान विकिरण से बचाने के लिए सुपरकंडक्टिंग चुंबक प्रौद्योगिकी के उपयोग की जांच शुरू कर दी है, जैसे कि मंगल ग्रह के लिए इंटरप्लेनेटरी उड़ानें जो अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए नासा के वर्तमान विजन में प्रस्तावित हैं।
इस अवधारणा के लिए मुख्य अन्वेषक पूर्व अंतरिक्ष यात्री डॉ। जेफरी हॉफमैन हैं, जो अब मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) में प्रोफेसर हैं।
हॉफमैन की अवधारणा 12 प्रस्तावों में से एक है, जो पिछले महीने नासा इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स (NIAC) से धन प्राप्त करना शुरू किया था। प्रत्येक को प्रारंभिक अध्ययन करने और इसे विकसित करने में चुनौतियों की पहचान करने के लिए छह महीने के अनुसंधान के लिए $ 75,000 मिलते हैं। उस चरण के माध्यम से इसे बनाने वाली परियोजनाएं दो वर्षों में $ 400,000 से अधिक के लिए पात्र हैं।
चुंबकीय परिरक्षण की अवधारणा नई नहीं है। जैसा कि हॉफमैन कहते हैं, "पृथ्वी यह अरबों वर्षों से कर रही है!"
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांडीय किरणों को विक्षेपित करता है, और सुरक्षा का एक अतिरिक्त उपाय हमारे वायुमंडल से आता है जो किसी भी ब्रह्मांडीय विकिरण को अवशोषित करता है जो चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से अपना रास्ता बनाता है। अंतरिक्ष यान के लिए चुंबकीय परिरक्षण का उपयोग पहली बार 1960 के अंत में और 70 के दशक की शुरुआत में प्रस्तावित किया गया था, लेकिन जब लंबी अवधि के अंतरिक्ष यान की योजनाएं सड़क के किनारे गिर गईं, तो इसका सक्रिय रूप से पीछा नहीं किया गया था।
हालांकि, सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट बनाने की तकनीक जो ब्रह्मांडीय विकिरण से अंतरिक्ष यान को ढालने के लिए मजबूत क्षेत्र उत्पन्न कर सकती है, हाल ही में विकसित किया गया है। सुपरकंडक्टिंग चुंबक सिस्टम वांछनीय हैं क्योंकि वे कम या कोई विद्युत शक्ति इनपुट के साथ तीव्र चुंबकीय क्षेत्र बना सकते हैं, और उचित तापमान के साथ वे लंबे समय तक एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनाए रख सकते हैं। एक चुनौती, हालांकि, एक प्रणाली विकसित कर रही है जो बस-आकार, रहने योग्य अंतरिक्ष यान की सुरक्षा के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र को पर्याप्त बड़ा बना सकती है। एक अन्य चुनौती सिस्टम को निरपेक्ष शून्य (0 केल्विन, -273 सी, -460 एफ) के पास तापमान पर रख रही है, जो सामग्री को अतिचालक गुण देता है। सुपरकंडक्टिंग तकनीक और सामग्रियों में हालिया प्रगति ने 120 K (-153 C, -243 F) से अधिक पर अतिचालक गुण प्रदान किए हैं।
इंजीनियरिंग के भौतिक विज्ञानी विलियम एस हिगिंस कहते हैं कि दो तरह के विकिरण को लंबे समय तक मानव अंतरिक्ष यान के लिए संबोधित करने की आवश्यकता होती है, जो शिकागो, आईएल के पास कण त्वरक, फर्मिलैब में विकिरण सुरक्षा पर काम करता है। पहले सोलर फ्लेयर प्रोटॉन होते हैं, जो सोलर फ्लेयर इवेंट के बाद फटने की स्थिति में आते हैं। दूसरी गांगेय ब्रह्माण्डीय किरणें हैं, जो यद्यपि सौर ज्वालाओं के समान घातक नहीं हैं, वे एक सतत पृष्ठभूमि विकिरण होगी जिससे चालक दल का संपर्क होगा। एक अनिश्चित अंतरिक्ष यान में, दोनों प्रकार के विकिरण से चालक दल को महत्वपूर्ण स्वास्थ्य समस्याएं, या मृत्यु हो सकती हैं।
रेडिएशन से बचने का सबसे आसान तरीका यह है कि आप डेंटिस्ट का एक्स-रे करवाते समय सीसा एप्रन पहनें। समस्या यह है कि इस प्रकार का परिरक्षण अक्सर बहुत भारी हो सकता है, और द्रव्यमान हमारे वर्तमान अंतरिक्ष वाहनों के साथ प्रीमियम पर है क्योंकि उन्हें पृथ्वी की सतह से लॉन्च करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, हॉफमैन के अनुसार, यदि आप केवल थोड़ी-सी परिरक्षण का उपयोग करते हैं, तो आप वास्तव में इसे बदतर बना सकते हैं, क्योंकि ब्रह्मांडीय किरणें परिरक्षण के साथ बातचीत करती हैं और समग्र विकिरण खुराक को बढ़ाते हुए, द्वितीयक आवेशित कण बना सकती हैं।
हॉफमैन एक हाइब्रिड सिस्टम का उपयोग करता है जो एक चुंबकीय क्षेत्र और निष्क्रिय अवशोषण दोनों का उपयोग करता है। हॉफमैन ने कहा, "यह उस तरह से है जैसे पृथ्वी करती है," और ऐसा कोई कारण नहीं है कि हमें अंतरिक्ष में ऐसा करने में सक्षम होना चाहिए। "
इस शोध के दूसरे चरण के सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्षों में से एक यह निर्धारित करना होगा कि सुपरकंडक्टिंग चुंबक प्रौद्योगिकी का उपयोग बड़े पैमाने पर प्रभावी है या नहीं। हॉफमैन ने कहा, "मुझे इसमें कोई संदेह नहीं है कि अगर हम इसे पर्याप्त रूप से बड़ा और मजबूत बनाते हैं, तो यह सुरक्षा प्रदान करेगा।" "लेकिन अगर इस संवाहक चुंबक प्रणाली का द्रव्यमान केवल निष्क्रिय (अवशोषित) परिरक्षण का उपयोग करने के लिए द्रव्यमान से अधिक है, तो उस सभी परेशानी में क्यों जाएं?"
लेकिन यह चुनौती है, और इस अध्ययन का कारण है। "यह शोध है," हॉफमैन ने कहा। "मैं एक तरह से या दूसरे पक्षपातपूर्ण नहीं हूँ; मैं सिर्फ यह जानना चाहता हूं कि सबसे अच्छा तरीका क्या है। ”
हॉफमैन और उनकी टीम मानती है कि सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय परिरक्षण बड़े पैमाने पर प्रभावी है, अगला कदम अल्ट्रा-कोल्ड सुपरकंडक्टिंग पर बनाए रखने वाले फाइन-ट्यूनिंग के अलावा एक बड़ी पर्याप्त (यद्यपि हल्के) प्रणाली बनाने की वास्तविक इंजीनियरिंग करना होगा। अंतरिक्ष में तापमान। अंतिम चरण इस तरह की प्रणाली को मंगल-बद्ध अंतरिक्ष यान में एकीकृत करना होगा। इनमें से कोई भी कार्य तुच्छ नहीं है।
चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और अंतरिक्ष में इस प्रणाली के लगभग पूर्ण शून्य तापमान को बनाए रखने की परीक्षाएं पहले से ही एक प्रयोग में आ रही हैं, जिसे तीन साल के प्रवास के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन में लॉन्च किया जाना है। अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर (AMS) स्टेशन के बाहर से जुड़ा होगा और विभिन्न प्रकार की कॉस्मिक किरणों की खोज करेगा। यह प्रत्येक कण को मापने के लिए एक अतिचालक चुंबक को काम में लाएगा? पीटर फिशर, एमआईटी से भौतिकी के प्रोफेसर भी एएमएस प्रयोग पर काम करते हैं, और हॉफमैन के साथ सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के अपने शोध पर सहयोग कर रहे हैं। हॉफमैन के साथ एक स्नातक छात्र और एक शोध वैज्ञानिक भी काम कर रहे हैं।
NIAC 1998 में NASA के मिशनों को आगे बढ़ाने वाली अंतरिक्ष एजेंसी के बाहर लोगों और संगठनों से क्रांतिकारी अवधारणाओं को हल करने के लिए बनाया गया था। विजेता अवधारणाओं को चुना जाता है क्योंकि वे नासा के अनुसार "ज्ञात विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सीमाओं को धक्का देते हैं" और "नासा मिशन के लिए प्रासंगिकता दिखाते हैं"। इन अवधारणाओं को विकसित होने में कम से कम एक दशक लगने की उम्मीद है।
हॉफमैन ने पांच बार अंतरिक्ष में उड़ान भरी और अंतरिक्ष यान पर 1,000 घंटे से अधिक समय तक प्रवेश करने वाले पहले अंतरिक्ष यात्री बन गए। अपनी चौथी अंतरिक्ष उड़ान पर, 1993 में, हॉफमैन ने पहले हबल स्पेस टेलीस्कॉप सर्विसिंग मिशन, एक महत्वाकांक्षी और ऐतिहासिक मिशन में भाग लिया जिसने दूरबीन के प्राथमिक दर्पण में गोलाकार विपथन समस्या को ठीक किया। हॉफमैन ने 1997 में नासा बनने के लिए अंतरिक्ष यात्री कार्यक्रम छोड़ दिया; पेरिस में अमेरिकी दूतावास में यूरोपीय प्रतिनिधि, और फिर 2001 में एमआईटी में चले गए।
हॉफमैन जानता है कि एक अंतरिक्ष मिशन को संभव बनाने के लिए, बहुत से विचार विकास और कठिन इंजीनियरिंग है जो इससे पहले आते हैं। हॉफमैन ने कहा, "जब अंतरिक्ष में चीजें करने की बात आती है, यदि आप एक अंतरिक्ष यात्री हैं, तो आप इसे अपने हाथों से करते हैं और करते हैं।" "लेकिन आप अंतरिक्ष में हमेशा के लिए उड़ान नहीं भरते हैं, और मैं अभी भी योगदान देना चाहूंगा।"
क्या वह हबल स्पेस टेलीस्कोप को ठीक करने के रूप में अपने वर्तमान शोध को महत्वपूर्ण मानते हैं?
"ठीक है, तत्काल अर्थों में नहीं," उन्होंने कहा। "लेकिन दूसरी ओर, अगर हम कभी भी सौर प्रणाली में एक मानवीय उपस्थिति के लिए जा रहे हैं, तो हमें उन क्षेत्रों में रहने और काम करने में सक्षम होने की आवश्यकता है जहां चार्ज कण वातावरण बहुत गंभीर है। अगर हम इससे खुद को बचाने का कोई रास्ता नहीं खोज सकते हैं, तो यह मानव अन्वेषण के भविष्य के लिए बहुत सीमित कारक होगा। ”
