पल्सर का उपयोग करते हुए सौर प्रणाली को जीपीएस के रूप में नेविगेट करना

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दृश्य को चित्रित करें: यह बहुत दूर का भविष्य नहीं है और मानवता ने हमारे सौर मंडल में सभी कालोनियों और आवासों का निर्माण करना शुरू कर दिया है। हम उस अगले बड़े कदम को अज्ञात में लेने के लिए कमर कस रहे हैं - वास्तव में सूर्य के हेलिओस्फियर के आरामदायक संरक्षण को छोड़कर इंटरस्टेलर स्पेस में पहुंचना। इससे पहले कि यह हो सकता है भविष्य में, एक महत्वपूर्ण बात है, जिसे अक्सर इस विषय पर चर्चा में अनदेखा किया जाता है।

पथ प्रदर्शन।

जैसे नाविक एक बार समुद्र को नेविगेट करने के लिए तारों का उपयोग करते हैं, वैसे ही अंतरिक्ष यात्री सौर प्रणाली को नेविगेट करने के लिए तारों का उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं। इस समय को छोड़कर, हम जिन सितारों का उपयोग कर रहे हैं वे मृत होंगे। न्यूट्रॉन सितारों का एक विशिष्ट वर्ग जिसे पल्सर के रूप में जाना जाता है, वे विकिरण के दोहराया दालों द्वारा परिभाषित करते हैं जो वे उत्सर्जन करते हैं। हाल के एक पेपर के अनुसार चाल, पल्सर को इंटरप्लेनेटरी के रूप में इस्तेमाल कर सकती है - और संभवतः इंटरस्टेलर - जीपीएस भी।

अंतरिक्ष यान के इंजन पर सिद्धांत और विचार बहुतायत से हैं। इकारस इंटरस्टेलर जैसे फाउंडेशन नई प्रणोदन प्रणाली के विकास की पुरजोर वकालत करते हैं, कुछ सिस्टम जैसे कि VASIMR थ्रस्टर जैसे दिखने वाले होनहार। इस बीच, फ्यूजन रॉकेटों को केवल 30 दिनों में पृथ्वी से मंगल की एक गोल यात्रा पर यात्रियों को ले जाने में सक्षम होने की उम्मीद है, और कहीं और शोधकर्ताओं ने वास्तविक जीवन ताना ड्राइव पर काम कर रहे हैं, न कि उन सभी के विपरीत जो हम सभी जानते हैं और फिल्मों से प्यार करते हैं।

इंटरप्लेनेटरी जीपीएस

लेकिन नेविगेशन उतना ही महत्वपूर्ण है। सब के बाद, अंतरिक्ष मन पिघल विशाल और ज्यादातर खाली है। खालीपन में खो जाने की संभावना है, स्पष्ट रूप से, भयानक।

आज तक, यह वास्तव में एक समस्या नहीं रही है, विशेष रूप से यह देखते हुए कि हमने केवल मंगल ग्रह के अतीत के एक छोटे से शिल्प को भेजा है। नतीजतन, हम वर्तमान में पृथ्वी पर यहां से अंतरिक्ष यान का ट्रैक रखने के लिए तकनीकों के एक गन्दा मिश्मश का उपयोग करते हैं - अनिवार्य रूप से अपने नियोजित प्रक्षेपवक्र पर बहुत अधिक भरोसा करते हुए उन्हें दूरबीनों के साथ ट्रैक कर रहे हैं। यह भी केवल उतना ही सटीक है जितना कि पृथ्वी पर हमारे उपकरण यहां हैं, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे एक शिल्प अधिक दूर होता जाता है, हमारा विचार जहां ठीक होता है, वहां तेजी से कम सटीक होता जाता है।

यह सब अच्छी तरह से और अच्छा है जब हमारे पास केवल कुछ शिल्प को ट्रैक करने के लिए है, लेकिन जब अंतरिक्ष यात्रा अधिक आसानी से प्राप्य हो जाती है और मानव यात्री शामिल होते हैं, तो पृथ्वी के माध्यम से सब कुछ को पार करना अधिक से अधिक कठिन होने लगेगा। यह विशेष रूप से ऐसा मामला है, जब हम अपने होम स्टार की सीमाओं को छोड़ने की योजना बना रहे हैं - मल्लाह 2 वर्तमान में 14 प्रकाश घंटे से अधिक दूर है, जिसका अर्थ है कि पृथ्वी-आधारित प्रसारण इसे तक पहुंचने में आधे से अधिक दिन लेते हैं।

आधुनिक तकनीक के साथ पृथ्वी को नेविगेट करना जीपीएस उपग्रहों की सरणी के लिए काफी सरल है, जो हम अपनी दुनिया में कक्षा में हैं। वे उपग्रह लगातार सिग्नल ट्रांसमिट कर रहे हैं, जो बदले में, जीपीएस यूनिट द्वारा प्राप्त किए जाते हैं जो आपकी कार के डैशबोर्ड पर या आपकी जेब में हो सकते हैं। अन्य सभी विद्युत चुम्बकीय प्रसारणों की तरह, वे सिग्नल प्रकाश की गति से यात्रा करते हैं, जब वे प्रसारित किए जाते हैं और जब वे प्राप्त होते हैं, तो थोड़ी देरी होती है। 4 या अधिक उपग्रहों के संकेतों का उपयोग करके और उन देरी को समय पर, एक जीपीएस यूनिट पृथ्वी की सतह पर उल्लेखनीय सटीकता के साथ आपके स्थान को इंगित कर सकती है।

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट में वर्नर बेकर, माइक बर्नहार्ट और एक्सल जेसनर द्वारा प्रस्तावित पल्सर नेविगेशन प्रणाली, पल्सर द्वारा उत्सर्जित दालों का उपयोग करते हुए बहुत ही समान तरीके से काम करती है। अपने अंतरिक्ष यान की प्रारंभिक स्थिति और वेग को जानकर, उन दालों को रिकॉर्ड करना, और सूर्य को एक निश्चित संदर्भ बिंदु के रूप में मानना, आप सौर प्रणाली के अंदर अपने सटीक स्थान की गणना कर सकते हैं।

सूर्य को इस तरह तय करने के लिए तकनीकी रूप से एक जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम के रूप में संदर्भित किया जाता है, और यदि आप हमारी आकाशगंगा के माध्यम से सूर्य की गति के लिए क्षतिपूर्ति करते हैं, तो सौर प्रणाली को छोड़ने पर सिस्टम अभी भी पूरी तरह से काम करता है! आपको बस 3 पल्सर (आदर्श रूप से 10, सबसे सटीक परिणामों के लिए) का ट्रैक रखने की आवश्यकता है, और आप आश्चर्यजनक सटीकता के साथ अपने स्थान को इंगित कर सकते हैं!

दिलचस्प रूप से पर्याप्त है, नेविगेशन बीकन के रूप में पल्सर का उपयोग करने का विचार सभी तरह से 1974 तक रहता है, विशेषकर कार्ल सागन ने पायनियर 10 और 11 वीं जांच में संलग्न पट्टिकाओं पर पृथ्वी का स्थान दिखाने के लिए पल्सर का उपयोग नहीं किया था। यदि प्रोजेक्ट डेडालस का निर्माण कभी किया गया था, तो यह यहाँ वर्णित एक के विपरीत नहीं एक प्रणाली से लैस हो सकता है।

लंबी दौड़ के लिए पैकिंग

बेकर और उनके सहयोगियों ने आकाश में दिखाई देने वाले विभिन्न प्रकार के पल्सर को देखा, और एक प्रकार का घुमाव-चालित पल्सर जिसे एक गेलेक्टिक पोजिशनिंग सिस्टम के लिए उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा प्रकार के रूप में जाना जाता है। विशेष रूप से, इनको मिलीसेकंड पल्सर के रूप में जाना जाता है। अधिकांश पल्सर से पुराने होने के कारण उनके पास कमजोर चुंबकीय क्षेत्र हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपनी स्पिन दरों को धीमा करने में लंबा समय लेते हैं - सहायक रूप से चुम्बकीय रूप से चुम्बकीय पल्सर कभी-कभी बिना चेतावनी के अपनी रोटेशन की गति को बदल सकते हैं।

अनगिनत पल्सर से चुनने के लिए, सवाल यह है कि आप उन्हें ट्रैक करने के लिए अपने अंतरिक्ष यान को कैसे लैस कर सकते हैं। पल्सर या तो एक्स-रे या रेडियो तरंगों में स्पॉट करना सबसे आसान है, इसलिए इसके लिए थोड़ा विकल्प है जिसका उपयोग करना बेहतर हो सकता है। अनिवार्य रूप से, यह सब इस बात का सवाल बन जाता है कि आपका अंतरिक्ष यान कितना बड़ा है।

पल्सर को ट्रैक करने के लिए छोटे वाहनों, आधुनिक अंतरिक्ष यान के लिए अधिक, एक्स-रे का उपयोग करना सबसे अच्छा होगा। एक्स-रे दर्पण, जैसे कि कुछ परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष दूरबीनों में उपयोग किए जाने वाले कॉम्पैक्ट और हल्के होते हैं, जिसका अर्थ है कि कुछ को नेविगेशन प्रणाली के लिए जोड़ा जा सकता है, बिना शिल्प के समग्र द्रव्यमान को बढ़ाए। उन्हें मामूली नुकसान हो सकता है कि वे एक एक्स-रे स्रोत से आसानी से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं जो बहुत उज्ज्वल है, यह कुछ दुर्भाग्यपूर्ण परिस्थितियों को छोड़कर एक समस्या नहीं होगी।

दूसरी ओर, यदि आप ग्रहों या सितारों के बीच एक बड़े अंतरिक्ष जहाज का संचालन कर रहे हैं, तो आप रेडियो तरंगों का उपयोग करके बेहतर होंगे। रेडियो फ्रीक्वेंसी में, हम पल्सर के काम करने के तरीके के बारे में बहुत कुछ जानते हैं, साथ ही साथ उन्हें उच्च स्तर की सटीकता के साथ मापने में सक्षम हैं। एकमात्र दोष यह है कि आपके द्वारा अपने जहाज पर स्थापित किए जाने वाले रेडियो दूरबीनों के लिए कम से कम 150 वर्ग मीटर क्षेत्र की आवश्यकता होगी। लेकिन फिर, यदि आप एक स्टारशिप उड़ा रहे हैं, तो उस तरह के आकार से शायद बहुत फर्क नहीं पड़ेगा।

यह देखने के लिए दिलचस्प है कि खगोलविद अक्सर पल्सर की समानता का उपयोग "प्रकाशस्तंभ" की तरह करते हैं, यह बताते हुए कि वे नाड़ी क्यों दिखाई देते हैं। यदि हम किसी दिन स्वयं को वास्तविक नेविगेशन एड्स के रूप में उपयोग करते हुए पाते हैं, तो यह सादृश्य एक नया अर्थ ले सकता है!