दुनिया से दुनिया के लिए सबसे अच्छा तरीका क्या है? विद्युत पाल या सौर पाल?

पिछले एक दशक में, हजारों ग्रह हमारे सौर मंडल से परे खोजे गए हैं। इससे अंतरिक्ष अन्वेषण में रुचि को नवीनीकृत करने का प्रभाव पड़ा है, जिसमें एक्सोप्लैनेट का पता लगाने के लिए अंतरिक्ष यान भेजने की संभावना शामिल है। शामिल चुनौतियों को देखते हुए, वर्तमान में कई उन्नत अवधारणाओं की खोज की जा रही है, जैसे प्रकाश पाल की समय-सम्मानित अवधारणा (जैसा कि इसके अनुसार) ब्रेकथ्रू स्टारशॉट और इसी तरह के प्रस्ताव)।

हालांकि, हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने एक संभावित अधिक प्रभावी अवधारणा का प्रस्ताव किया है जिसे इलेक्ट्रिक सेल के रूप में जाना जाता है, जहां तार जाल से बना एक सेल सौर हवा के कणों को विक्षेपित करने के लिए विद्युत प्रभार उत्पन्न करता है, इस प्रकार गति पैदा करता है। हाल के एक अध्ययन में, दो हार्वर्ड वैज्ञानिकों ने इन तरीकों की तुलना और तुलना की, जो यह निर्धारित करते हैं कि विभिन्न प्रकार के मिशनों के लिए अधिक लाभप्रद होगा।

अध्ययन, जो हाल ही में ऑनलाइन दिखाई दिया और प्रकाशन द्वारा समीक्षा की जा रही है एक्टा एस्ट्रोनॉटिका, मानसवी लिंगम और अब्राहम लोएब द्वारा आयोजित किया गया था - फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एफआईटी) में एक सहायक प्रोफेसर और हार्वर्ड विश्वविद्यालय में विज्ञान के प्रोफेसर और फ्रैंक बी। बिराद जूनियर और थ्योरी एंड कंपीटेशन (आईटीसी) संस्थान के निदेशक। क्रमशः।

एक हल्के पाल की अवधारणा एक समय सम्मानित है, जहां एक अंतरिक्ष यान परावर्तक सामग्री की एक बड़ी शीट से सुसज्जित है, जो समय के साथ तेजी लाने के लिए एक तारे (उर्फ सौर हवा) के विकिरण दबाव का उपयोग करता है। इस प्रौद्योगिकी का एक प्रमुख लाभ यह है कि इसके लिए अपनी खुद की ईंधन आपूर्ति को परिवहन करने के लिए एक अंतरिक्ष यान की आवश्यकता नहीं होती है, जो आम तौर पर एक अंतरिक्ष यान के द्रव्यमान के बहुमत के लिए होती है।

यह विशेष रूप से तब महत्वपूर्ण होता है, जब प्रकाश की गति के एक अंश तक पहुंचने के लिए आवश्यक प्रतिक्रिया द्रव्यमान की मात्रा के बाद से इंटरस्टेलर यात्रा की बात आती है (सी) जबरदस्त होगा। और एंटीमैटर प्रोपल्शन या अवधारणाओं के विपरीत जो भौतिकी पर भरोसा करते हैं जो अभी भी अप्रयुक्त (या यहां तक ​​कि काल्पनिक) हैं, सौर / प्रकाश पाल प्रौद्योगिकी और भौतिकी का उपयोग करते हैं जो इस बिंदु पर पूरी तरह से साबित होते हैं।

एक अन्य लाभ यह है कि सौर विकिरण के अलावा अन्य साधनों का उपयोग करके एक हल्की पाल को तेज किया जा सकता है। जैसा कि लिंगम ने अंतरिक्ष पत्रिका को ईमेल के माध्यम से समझाया:

"प्रकाश पालों को लेजर सरणियों या सौर / तारकीय विकिरण द्वारा 'धकेल दिया' जा सकता है। या तो मामले में, हल्के पाल का मुख्य लाभ यह है कि किसी को रासायनिक रॉकेट के विपरीत ईंधन जहाज पर ले जाने की आवश्यकता नहीं है। यह अंतरिक्ष यान के द्रव्यमान को बहुत कम कर देता है क्योंकि रासायनिक रॉकेटों में अधिकांश द्रव्यमान ईंधन के कारण होता है। यही लाभ बिजली की पाल पर भी लागू होता है। ”

हालांकि, हाल के वर्षों में, इस अवधारणा पर बदलाव चुंबकीय पाल (उर्फ "magsails") की तरह, रॉबर्ट ज़ुबरीन और डाना एंड्रयूज द्वारा 1988 में प्रस्तावित किए गए हैं, और 2006 में पेक जानहुएन द्वारा प्रस्तावित इलेक्ट्रिक सेल। पहले, एक सुपरकंडक्टिंग लूप एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करेगा जबकि दूसरा एक चुंबकीय क्षेत्र को छोटे तारों की पाल के माध्यम से बनाएगा - जिसमें दोनों सौर हवा को पीछे छोड़ देंगे।

इन अवधारणाओं में पारंपरिक सौर या प्रकाश पाल से कुछ उल्लेखनीय अंतर हैं। लिंगम ने बताया:

“विद्युत पाल, चार्ज किए गए सौर / तारकीय पवन कणों (हमारे उदाहरण में प्रोटॉन) से विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से विक्षेपण करके गति के हस्तांतरण पर निर्भर करते हैं, जबकि प्रकाश पाल तारा द्वारा उत्सर्जित फोटोन से गति हस्तांतरण पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, तारे की हवा विद्युत पालों को चलाती है, जबकि तारे द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रकाश पालों को चलाती है। "

दिलचस्प रूप से पर्याप्त, चुंबकीय पाल कुछ शोधकर्ताओं द्वारा एक हल्के पाल को धीमा करने के संभावित साधनों के रूप में माना गया है क्योंकि यह अपने गंतव्य के पास है। ऐसा ही एक व्यक्ति सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान गोएथ यूनिवर्सिटी फ्रैंकफर्ट के इंस्टीट्यूट के प्रोफ़ेसर क्लॉडियस ग्रोस और एंड्रियास हेन और केल्विन एफ। लॉन्ग - प्रोजेक्ट ड्रैगनफ्लाई के प्रधान अन्वेषक (एक अवधारणा के समान है) ब्रेकथ्रू स्टारशॉट).

सभी तीन अवधारणाएं सितारों द्वारा उत्सर्जित विकिरण को गति में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, लेकिन उनके नुकसान के साथ भी आती हैं। शुरुआत के लिए, विद्युत पाल अपने मेजबान सितारों के गुणों पर बहुत निर्भर हैं। दूसरी ओर, हल्के पाल, बड़े पैमाने पर अप्रभावी होते हैं, जब यह एम-प्रकार (लाल बौना) सितारों की बात आती है क्योंकि एक तारा प्रणाली से बचने के लिए पर्याप्त वेग उत्पन्न करने के लिए विकिरण का दबाव पर्याप्त नहीं होता है।

यह एक बल्कि सीमित मुद्दा है कि यह देखने के लिए कि कैसे कम-द्रव्यमान, अल्ट्रैकुलम एम-टाइप बौने ब्रह्मांड के अधिकांश सितारों के लिए खाते हैं - मिल्की वे में 75% सितारों के लिए लेखांकन। लाल बौने भी सितारों के अन्य वर्गों की तुलना में अविश्वसनीय रूप से लंबे समय तक जीवित रहते हैं और 10 ट्रिलियन वर्षों तक अपने मुख्य अनुक्रम में रह सकते हैं। इसलिए, एक प्रणोदन प्रणाली जो लाल बौने प्रणालियों का उपयोग कर सकती है, वह अधिक समय तक चलने के लिए बेहतर होगी।

इन विचारों के कारण, लिंगम और लोएब ने यह निर्धारित करने की कोशिश की कि विभिन्न वर्गों के तारों के संबंध में अंतर-तारकीय यात्रा की कौन सी विधि बेहतर होगी (प्रकाश पाल या इलेक्ट्रॉनिक पाल) - एफ-प्रकार (सफेद), जी-प्रकार (पीला), के- प्रकार (नारंगी), और एम-प्रकार सितारे। प्रत्येक वर्ग के विकिरण गुणों को ध्यान में रखने के बाद, उन्होंने अंतरिक्ष यान के संभावित द्रव्यमान में - द्वारा स्थापित मापदंडों के आधार पर तथ्य किया ब्रेकथ्रू स्टारशॉट.

उन्होंने पाया कि एक इलेक्ट्रिक सेल के साथ रखा गया एक अंतरिक्ष यान, अधिकांश प्रकार के सितारों के निकटता में प्रणोदन के बेहतर साधन का प्रतिनिधित्व करता है, न कि केवल ग्राम-स्केल वाले अंतरिक्ष यान के लिए (जैसे कि क्या कहा जाता है) Starshot)। हालांकि, लिंगम और लोएब की गणनाओं में यह भी पाया गया कि इलेक्ट्रिक सेल अंतरिक्ष यान को गति के प्रकार तक पहुंचने में काफी समय लगेगा, जिससे इंटरस्टेलर यात्रा व्यावहारिक होगी।

"इसके बजाय, यदि कोई लेजर सरणियों (जैसे ब्रेकथ्रू स्टारशॉट) द्वारा संचालित प्रकाश पालों पर विचार करता है, तो प्रकाश मेल के माध्यम से सीधे सापेक्ष गति (जैसे, 10% प्रकाश की गति) को प्राप्त करना संभव है; इसके विपरीत, तारकीय हवाओं द्वारा संचालित विद्युत पाल प्रकाश की गति को केवल 0.1% की गति प्राप्त करते हैं, ”लिंगम ने कहा।

जबकि एक इलेक्ट्रिक सेल 0.1 हासिल कर सकती है सी अंततः बार-बार सितारों के साथ निकटता हासिल करने से, उन्होंने अनुमान लगाया कि यह एक मिलियन वर्षों के दौरान 10,000 मुठभेड़ों को ले जाएगा। लिंगम ने इसे डाला:

"[ई] लेक्चरर पाल अंतरस्थली यात्रा करने के एक व्यवहार्य साधन का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि, इस पद्धति का उपयोग करने के इच्छुक किसी भी तकनीकी प्रजाति को लंबे समय तक रहना होगा क्योंकि सापेक्षता प्राप्त करने की इस पूरी प्रक्रिया में लगभग 1 मिलियन वर्ष की आवश्यकता होगी। यदि इस तरह के लंबे समय तक जीवित प्रजातियां मौजूद हैं, तो इलेक्ट्रिक पाल लंबे समय के अंतराल (लाखों वर्षों) में मिल्की वे की खोज के लिए काफी सुविधाजनक और ऊर्जा-कुशल साधन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

जबकि 1 मिलियन वर्ष ब्रह्मांडीय शब्दों में एक पलक से थोड़ा अधिक है, यह सभ्यताओं के जीवन काल के संदर्भ में अविश्वसनीय रूप से लंबा है - कम से कम हमारी मानकों। एक प्रजाति के रूप में, मानवता लगभग 200,000 वर्षों से अस्तित्व में है और केवल लगभग 6000 वर्षों के लिए अपना इतिहास दर्ज कर रही है। इस बिंदु पर, हम पिछले 60 वर्षों से केवल अंतरिक्ष में रहने वाली सभ्यता हैं।

एर्गो, एक पाल जो लेज़रों द्वारा त्वरित होने में सक्षम है, हमारे जीवन काल में एक्सोप्लैनेट की खोज का सबसे व्यावहारिक साधन बना हुआ है। इस अध्ययन का एक और निहितार्थ यह है कि यह अतिरिक्त-स्थलीय बुद्धिमत्ता (SETI) की खोज को कैसे सूचित कर सकता है। तकनीकी गतिविधि (उर्फ। टेक्नोसिग्नस) के संकेतों के लिए ब्रह्मांड की खोज करते समय, वैज्ञानिकों को उन संकेतों की तलाश करने के लिए मजबूर किया जाता है जो वे पहचान लेंगे।

एक इलेक्ट्रिक सेल के लाभों को देखते हुए, यह एक अलौकिक सभ्यता की तुलना में संभव है कि इस तकनीक को समान लोगों पर एहसान किया जा सकता है। प्रो। लोएब ने अंतरिक्ष पत्रिका को ईमेल के माध्यम से समझाया:

“हमारी गणना का अर्थ है कि उन्नत सभ्यताओं को प्रणोदन के लिए हल्की पालों पर बिजली की पाल के उपयोग के पक्ष में होने की संभावना है जो हवा या विकिरण के रूप में तारों के प्राकृतिक उत्पादन पर आधारित है। हालाँकि, यदि कोई तकनीकी सभ्यता गति प्राप्त करना या बड़े कार्गों को लॉन्च करना चाहती है, जिसके लिए उनके मेजबान तारे द्वारा उत्पादित शक्ति द्वारा प्रस्तावित नहीं किया जा सकता है, तो यह हल्के पालों का पक्ष लेने की संभावना है जो उनके कृत्रिम रूप से उत्पादित प्रकाश किरण द्वारा धकेल दिए जाते हैं, जैसे कि एक शक्तिशाली लेजर। स्थिति नावों के बीच अंतर के समान है जो कि बड़ी या तेज़ नावों की तुलना में माँ प्रकृति द्वारा मुफ्त में प्रदान की गई हवा का उपयोग करती हैं, जो एक इंजन जैसे कृत्रिम साधनों द्वारा संचालित होती हैं। "

दुर्भाग्य से, जैसा कि लोएब ने कहा है, बिजली के पाल आसानी से महान दूरी पर पता लगाने योग्य नहीं होते हैं क्योंकि वे विद्युतीकृत तार की जाली से बने होते हैं और किसी भी स्पष्ट टेक्नोसिगमेंट का उत्सर्जन नहीं करते हैं। "इसलिए," उन्होंने निष्कर्ष निकाला, "SETI को मुख्य रूप से प्रकाश पाल की खोज पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, जो कि उनके प्रक्षेपण स्थलों के पास पाल की सीमाओं से परे उनके प्रकाश पुंज के रिसाव के कारण दिखाई देते हैं या क्योंकि वे सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं जब वे करीब से गुजरते हैं सूर्य, समान आकार के क्षुद्रग्रहों या धूमकेतुओं की तरह। "

हालांकि, लिंगम और लोएब भी इस बात पर जोर देते हैं कि इलेक्ट्रिक सेल एक अतिरिक्त-स्थलीय सभ्यता के लिए एक आकर्षक विकल्प हो सकता है। ऊर्जा-कुशल होने के अलावा, इलेक्ट्रिक सेल स्पिलओवर के अधीन नहीं हैं और इसलिए एक स्टार सिस्टम से दूसरे पर ध्यान दिए बिना यात्रा कर सकते हैं। फर्मी विरोधाभास के लिए एक संभावित संकल्प? शायद!

किसी भी मामले में, यह अध्ययन इंगित करता है कि पड़ोसी स्टार सिस्टम का पता लगाने की हमारी वर्तमान योजनाओं को उन अवधारणाओं पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए जो दीर्घायु पर गति पर जोर देते हैं। इसका मतलब यह है कि इलेक्ट्रिक या मैग्नेटिक सेल (जो कि ईनो के लिए यूनिवर्स की खोज जारी रख सकता है) को तैनात करना एक बुरा विचार है लेकिन एक मिशन जो हमारे जीवन काल में किसी अन्य स्टार सिस्टम में आ सकता है, वह अब के लिए बेहतर विकल्प की तरह लगता है।