अंतरिक्ष युग की शुरुआत के बाद से, मानवों ने अंतरिक्ष में जाने के लिए रासायनिक रॉकेटों पर भरोसा किया है। हालांकि यह तरीका निश्चित रूप से प्रभावी है, यह बहुत महंगा भी है और इसके लिए काफी मात्रा में संसाधनों की आवश्यकता होती है। जैसा कि हम अंतरिक्ष में बाहर निकलने के अधिक कुशल साधनों को देखते हैं, किसी को आश्चर्य होता है कि क्या अन्य ग्रहों पर समान रूप से उन्नत प्रजातियां (जहां स्थितियां भिन्न होंगी) समान तरीकों पर निर्भर होंगी।
हार्वर्ड के प्रोफेसर अब्राहम लोएब और माइकल हिप्पके, जो एक स्वतंत्र शोधकर्ता हैं, जो सोनबर्ग वेधशाला से संबद्ध हैं, दोनों ने हाल ही में जारी पत्रों में इस प्रश्न को संबोधित किया। जबकि प्रो। लोएब चुनौतियों को देखता है कि अतिरिक्त-स्थलीय लोग प्रॉक्सिमा बी से रॉकेट लॉन्च करने का सामना करेंगे, हिप्पके का मानना है कि क्या सुपर-पृथ्वी पर रहने वाले एलियंस अंतरिक्ष में जा पाएंगे या नहीं।
कागजात, "प्रॉक्सिमा बी से इंटरस्टेलर एस्केप बेकल केमिकल रॉकेट्स के साथ संभव है" और "सुपर-अर्थ्स से स्पेसफ्लाइट मुश्किल है" हाल ही में ऑनलाइन दिखाई दिए, और क्रमशः प्रो। लोएब और हिप्पके द्वारा लिखित थे। जबकि लोबे प्रॉक्सिमा बी से बचने वाले रासायनिक रॉकेटों की चुनौतियों को संबोधित करता है, हिप्पे मानता है कि क्या एक ही रॉकेट सभी पर भागने के वेग को प्राप्त करने में सक्षम होगा या नहीं।
अपने अध्ययन के लिए, लोएब ने माना कि हम कैसे मनुष्य हैं जो एक ऐसे ग्रह पर रहने के लिए पर्याप्त भाग्यशाली हैं जो अंतरिक्ष प्रक्षेपण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है। अनिवार्य रूप से, यदि कोई रॉकेट पृथ्वी की सतह से बचकर अंतरिक्ष तक पहुंचता है, तो उसे 11.186 किमी / सेकेंड (40,270 किमी / घंटा; 25,020 मील प्रति घंटे) की गति वाले वेग को प्राप्त करना होगा। इसी तरह, सूर्य के चारों ओर पृथ्वी के स्थान से दूर जाने के लिए आवश्यक वेग लगभग 42 किमी / से (151,00 किमी / घंटा; 93,951 मील प्रति घंटा) है।
प्रो। लोएब ने अंतरिक्ष पत्रिका को ईमेल के माध्यम से बताया:
“रासायनिक प्रणोदन के लिए एक ईंधन द्रव्यमान की आवश्यकता होती है जो टर्मिनल गति के साथ तेजी से बढ़ता है। सौभाग्यशाली संयोग से सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा से भागने की गति रॉकेट रॉकेट द्वारा प्राप्य गति की सीमा पर है। लेकिन बेहोश तारों के आसपास रहने योग्य क्षेत्र करीब है, जिससे रासायनिक रॉकेटों के लिए वहां के गहरे गुरुत्वाकर्षण गड्ढे से बच निकलना ज्यादा चुनौतीपूर्ण हो गया है। ”
जैसा कि लोएब अपने निबंध में इंगित करता है, भागने की गति तारे के द्रव्यमान के वर्गमूल के रूप में तारे से दूरी पर होती है, जिसका अर्थ है कि रहने योग्य क्षेत्र से भागने की गति तारकीय द्रव्यमान के साथ एक चौथाई की शक्ति के साथ विपरीत होती है। पृथ्वी जैसे ग्रहों के लिए, हमारे सूर्य जैसे जी-प्रकार (पीले बौने) तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर परिक्रमा करते हुए, यह काफी समय तक काम करता है।
दुर्भाग्य से, यह स्थलीय ग्रहों के लिए अच्छी तरह से काम नहीं करता है जो निचले-द्रव्यमान एम-प्रकार (लाल बौना) सितारों की परिक्रमा करते हैं। ये तारे ब्रह्मांड में सबसे आम प्रकार हैं, अकेले मिल्की वे गैलेक्सी में 75% सितारों के लिए जिम्मेदार हैं। इसके अलावा, हाल के एक्सोप्लेनेट सर्वेक्षणों ने चट्टानी ग्रहों की एक बहुतायत की खोज की है जो लाल बौने सितारों की प्रणालियों की परिक्रमा कर रहे हैं, कुछ वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि वे संभावित-रहने योग्य चट्टानी ग्रहों को खोजने के लिए सबसे संभावित स्थान हैं।
एक उदाहरण के रूप में (प्रोक्सिमा सेंटौरी) हमारे पास के तारे का उपयोग करते हुए, लोएब बताते हैं कि रासायनिक प्रणोदक का उपयोग करने वाले एक रॉकेट के पास रहने योग्य क्षेत्र के भीतर स्थित ग्रह से भागने के वेग को प्राप्त करने में कितना कठिन समय होगा।
उन्होंने कहा, "सूर्य के सबसे निकट का तारा, प्रोक्सिमा सेंटौरी, सूर्य के द्रव्यमान का केवल 12% के साथ एक बेहोश तारे के लिए एक उदाहरण है," उन्होंने कहा। "कुछ साल पहले, यह पता चला था कि इस तारे में पृथ्वी का आकार वाला ग्रह, प्रॉक्सिमा बी है, जो अपने रहने योग्य क्षेत्र में है, जो सूर्य से पृथ्वी के अलग होने से 20 गुना करीब है।" उस स्थान पर, सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा से भागने की गति 50% बड़ी है। प्रॉक्सिमा बी पर एक सभ्यता को रासायनिक रॉकेट के साथ अपने स्थान से इंटरस्टेलर स्पेस तक भागने में मुश्किल होगी। "
दूसरी ओर, हिप्पके का पेपर, यह विचार करके शुरू होता है कि पृथ्वी वास्तव में हमारे ब्रह्मांड में सबसे अधिक रहने योग्य प्रकार का ग्रह नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, जो ग्रह पृथ्वी की तुलना में अधिक विशाल हैं, उनकी सतह उच्च गुरुत्वाकर्षण होगी, जिसका अर्थ है कि वे अधिक गाढ़े वातावरण में धारण करने में सक्षम होंगे, जो हानिकारक कॉस्मिक किरणों और सौर विकिरण के खिलाफ अधिक परिरक्षण प्रदान करेगा।
इसके अलावा, उच्च गुरुत्वाकर्षण वाले ग्रह में एक चापलूसी स्थलाकृति होगी, जिसके परिणामस्वरूप महाद्वीपों और उथले महासागरों के बजाय द्वीपसमूह - एक आदर्श स्थिति जहां जैव विविधता का संबंध है। हालांकि, जब रॉकेट लॉन्च की बात आती है, तो बढ़ी हुई सतह गुरुत्वाकर्षण का मतलब उच्च पलायन वेग भी होगा। जैसा कि हिप्पके ने अपने अध्ययन में संकेत दिया:
"रॉकेट Tsiolkovsky (1903) समीकरण से पीड़ित हैं: यदि कोई रॉकेट अपना ईंधन ले जाता है, तो कुल रॉकेट द्रव्यमान बनाम अंतिम वेग का अनुपात एक घातीय कार्य है, जिससे उच्च गति (या भारी पेलोड) तेजी से महंगी होती है।"
तुलना के लिए, हिप्पके केपलर -20 बी का उपयोग करता है, जो 950 प्रकाश वर्ष दूर स्थित सुपर-अर्थ है जो पृथ्वी के त्रिज्या के 1.6 गुना और 9.7 गुना बड़े पैमाने पर है। जबकि पृथ्वी से भागने का वेग लगभग 11 किमी / घंटा है, केपलर -20 बी के समान सुपर-पृथ्वी छोड़ने का प्रयास करने वाले रॉकेट को ~ 27.1 किमी / सेकंड के भागने के वेग को प्राप्त करने की आवश्यकता होगी। नतीजतन, केपलर -20 बी पर एकल-चरण रॉकेट को कक्षा में जाने के लिए पृथ्वी पर रॉकेट के रूप में 104 गुना अधिक ईंधन जलाना होगा।
इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, हिप्पके पृथ्वी से लॉन्च किए जा रहे विशिष्ट पेलोड को मानता है। उन्होंने लिखा, "केपलर -20 बी पर जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के लिए आवश्यक रूप से 6.2 टी का अधिक उपयोगी पेलोड उठाने के लिए, सबसे बड़े महासागर युद्धपोतों के द्रव्यमान के बारे में, ईंधन द्रव्यमान बढ़कर 55,000 टी हो जाएगा।" "अपोलो मून मिशन (45 टी) के लिए, रॉकेट को काफी बड़ा होना चाहिए, ~ 400,000 टी।"
जबकि हिप्पके के विश्लेषण से निष्कर्ष निकाला गया है कि रासायनिक रॉकेट अभी भी सुपर-पृथ्वी पर 10 पृथ्वी द्रव्यमान तक वेग से बचने की अनुमति देगा, आवश्यक प्रोपेलेंट की मात्रा इस पद्धति को अव्यवहारिक बनाती है। जैसा कि हिप्पके ने बताया, यह एक विदेशी सभ्यता के विकास पर गंभीर प्रभाव डाल सकता है।
उन्होंने कहा, "मैं यह देखकर हैरान हूं कि हम अंतरिक्ष में उड़ान भरने के लिए मनुष्यों के कितने करीब हैं, जो अभी भी काफी हल्के हैं।" “अन्य सभ्यताओं, यदि वे मौजूद हैं, तो शायद भाग्यशाली नहीं होंगे। अधिक विशाल ग्रहों पर, अंतरिक्ष उड़ान तेजी से अधिक महंगी होगी। ऐसी सभ्यताओं में सैटेलाइट टीवी, एक चंद्रमा मिशन या हबल स्पेस टेलीस्कोप नहीं होगा। हमें कुछ तरीकों से उनके विकास के तरीके को बदलना चाहिए। हम अब और अधिक विस्तार से विश्लेषण कर सकते हैं। ”
जब ये अतिरिक्त-स्थलीय बुद्धिमत्ता (SETI) की खोज के लिए आते हैं, तो ये दोनों कागजात कुछ स्पष्ट प्रभाव पेश करते हैं। शुरुआत के लिए, इसका मतलब है कि लाल बौने सितारों या सुपर-पृथ्वी की कक्षा में आने वाले ग्रहों पर सभ्यताएं अंतरिक्ष-फ़ेरिंग होने की संभावना कम हैं, जो उन्हें और अधिक कठिन बना देगा। यह यह भी इंगित करता है कि जब यह प्रणोदन के प्रकार की बात आती है तो मानवता परिचित है, हम अल्पसंख्यक में हो सकते हैं।
लोएब ने कहा, "उपरोक्त परिणामों का मतलब है कि रासायनिक प्रणोदन की सीमित उपयोगिता है, इसलिए यह रोशनी या परमाणु इंजन से जुड़े संकेतों की खोज करने के लिए समझ में आता है, विशेष रूप से बौने सितारों के पास।" "लेकिन हमारी अपनी सभ्यता के भविष्य के लिए दिलचस्प निहितार्थ भी हैं।"
"पेपर का एक परिणाम अंतरिक्ष उपनिवेश और SETI के लिए है," हिप्पके ने कहा। “सुपर-अर्थ से आने वाले Civs को सितारों की खोज करने की बहुत कम संभावना है। इसके बजाय, वे (कुछ हद तक) अपने गृह ग्रह पर "गिरफ्तार" होंगे, और उदा। प्रोब या स्पेसशिप भेजने के बजाय इंटरस्टेलर संचार के लिए लेजर या रेडियो दूरबीन का अधिक उपयोग करें। ”
हालाँकि, लोएब और हिप्पके दोनों यह भी ध्यान देते हैं कि अतिरिक्त-स्थलीय सभ्यताएँ अन्य चुनौतियों को हल करने के तरीकों को अपना सकती हैं। अंत में, रासायनिक प्रणोदन कुछ ऐसा हो सकता है जो कुछ तकनीकी रूप से उन्नत प्रजातियां अपनाएगा क्योंकि यह केवल उनके लिए व्यावहारिक नहीं है। जैसा कि लोएब ने समझाया:
“एक उन्नत अलौकिक सभ्यता अन्य प्रणोदन विधियों का उपयोग कर सकती है, जैसे कि परमाणु इंजन या रोशनी जो रासायनिक प्रणोदन के समान सीमाओं से विवश नहीं हैं और प्रकाश की गति के दसवें हिस्से के रूप में उच्च गति तक पहुंच सकते हैं। हमारी सभ्यता वर्तमान में इन वैकल्पिक प्रणोदन तकनीकों को विकसित कर रही है, लेकिन ये प्रयास अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में हैं। "
ऐसा ही एक उदाहरण है ब्रेकथ्रू स्टारशॉट, जिसे वर्तमान में ब्रेकथ्रू प्राइज फाउंडेशन (जिसमें Loeb सलाहकार समिति की अध्यक्ष हैं) द्वारा विकसित किया जा रहा है। इस पहल का उद्देश्य एक नैनो-क्राफ्ट को 20% प्रकाश की गति तक गति प्रदान करने के लिए एक लेजर-चालित रोशनी का उपयोग करना है, जो इसे केवल 20 वर्षों के समय में प्रॉक्सिमा सेंटॉरी की यात्रा करने की अनुमति देगा।
हिप्पके इसी तरह परमाणु रॉकेटों को एक व्यवहार्य संभावना मानता है, क्योंकि बढ़ी हुई सतह के गुरुत्वाकर्षण का मतलब यह भी होगा कि अंतरिक्ष के लिफ्ट अव्यावहारिक होंगे। लोएब ने यह भी संकेत दिया कि कम द्रव्यमान सितारों के आसपास के ग्रहों द्वारा लगाई गई सीमाएं मनुष्यों के लिए ज्ञात ब्रह्मांड के उपनिवेशण का प्रयास करने के लिए नतीजे हो सकती हैं:
"जब सूरज पृथ्वी के चेहरे से सभी पानी उबालने के लिए पर्याप्त गर्मी करेगा, तब तक हम एक नए घर में स्थानांतरित कर सकते हैं। सबसे अधिक वांछनीय गंतव्य कम द्रव्यमान सितारों के आस-पास के कई ग्रहों की प्रणालियाँ होंगी, जैसे पास के बौने तारे TRAPPIST-1 जो सौर द्रव्यमान का 9% वजन रखते हैं और सात पृथ्वी-आकार के ग्रहों की मेजबानी करते हैं। एक बार जब हम TRAPPIST-1 के रहने योग्य क्षेत्र में पहुंच जाते हैं, हालांकि, भागने की कोई जल्दी नहीं होगी। ऐसे तारे हाइड्रोजन को इतनी धीमी गति से जलाते हैं कि वे हमें दस ट्रिलियन वर्षों तक गर्म रख सकते हैं, जो सूर्य के जीवनकाल से लगभग एक हजार गुना लंबा है। ”
लेकिन इस बीच, हम इस ज्ञान में आसानी से आराम कर सकते हैं कि हम एक पीले बौने तारे के आसपास रहने योग्य ग्रह पर रहते हैं, जो हमें न केवल जीवन, बल्कि अंतरिक्ष में बाहर निकलने और तलाशने की क्षमता प्रदान करता है। हमेशा की तरह, जब हमारे ब्रह्मांड में अतिरिक्त-स्थलीय जीवन के संकेतों की खोज करने की बात आती है, तो हम मनुष्यों को "कम लटका हुआ फल दृष्टिकोण" लेने के लिए मजबूर किया जाता है।
मूल रूप से, एकमात्र ग्रह जिसे हम जानते हैं कि जीवन का समर्थन करता है, पृथ्वी है, और अंतरिक्ष की खोज का एकमात्र साधन हम जानते हैं कि कैसे देखना है कि हम खुद की कोशिश और परीक्षण कर रहे हैं। नतीजतन, हम कुछ हद तक सीमित हैं जब यह बायोसिग्नस (तरल पानी, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन वायुमंडल, आदि के साथ ग्रहों) या टेक्नोसिग्नेस (यानी रेडियो प्रसारण, रासायनिक रॉकेट, आदि) की तलाश में आता है।
जैसे-जैसे जीवन किन परिस्थितियों में बढ़ सकता है, और हमारी अपनी प्रौद्योगिकी प्रगति के बारे में हमारी समझ के अनुसार, हमारे पास तलाश करने के लिए और भी बहुत कुछ है। और उम्मीद है, अतिरिक्त चुनौतियों के बावजूद इसका सामना करना पड़ रहा है, अतिरिक्त-स्थलीय जीवन हमारी तलाश में रहेगा!
प्रोफेसर लोएब का निबंध भी हाल ही में साइंटिफिक अमेरिकन में प्रकाशित हुआ था।
