यदि आप एक शक्तिशाली स्पेसशिप बनाना चाहते हैं, तो एंटीमैटर से बेहतर कुछ भी नहीं है। नासा के इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड कॉन्सेप्ट ने एक एंटीमैटर-संचालित अंतरिक्ष यान की कोशिश और डिजाइन करने के लिए शोधकर्ताओं की एक टीम को वित्त पोषित किया है जो उन कुछ समस्याओं से बच सकता है।
विज्ञान कथा कहानियों में अधिकांश स्वाभिमानी स्टारशिप एक अच्छे कारण के लिए ईंधन के रूप में विरोधी मामले का उपयोग करते हैं - यह सबसे शक्तिशाली ईंधन के रूप में जाना जाता है। जबकि मंगल पर एक मानव मिशन को संचालित करने के लिए टन रासायनिक ईंधन की आवश्यकता होती है, बस दसियों मिलीग्राम एंटीमैटर करेगा (एक मिलीग्राम मूल एम एंड एम कैंडी के एक टुकड़े का वजन लगभग एक हजारवां है)।
हालांकि, वास्तव में यह शक्ति एक मूल्य के साथ आता है। कुछ एंटीमैटर प्रतिक्रियाएं उच्च ऊर्जा गामा किरणों के विस्फोट का उत्पादन करती हैं। गामा किरणें स्टेरॉयड पर एक्स-रे की तरह होती हैं। वे पदार्थ में प्रवेश करते हैं और कोशिकाओं में अणुओं को तोड़ते हैं, इसलिए वे चारों ओर रहने के लिए स्वस्थ नहीं हैं। उच्च-ऊर्जा गामा किरणें इंजन सामग्री के परमाणुओं के टुकड़े करके इंजन को रेडियोधर्मी बना सकती हैं।
नासा इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स (NIAC) एक एंटीमैटर-पावर्ड स्पेसशिप के लिए नए डिजाइन पर काम करने वाले शोधकर्ताओं की एक टीम को फंडिंग कर रहा है, जो बहुत कम ऊर्जा के साथ गामा किरणों का उत्पादन करके इस बुरा पक्ष प्रभाव से बचता है।
एंटीमैटर को कभी-कभी सामान्य पदार्थ की दर्पण छवि कहा जाता है क्योंकि यह सामान्य पदार्थ की तरह दिखता है, कुछ गुणों को उलट दिया जाता है। उदाहरण के लिए, सामान्य इलेक्ट्रॉनों, परिचित कण जो सेल फोन से प्लाज्मा टीवी तक सब कुछ में विद्युत प्रवाह ले जाते हैं, एक नकारात्मक विद्युत चार्ज होता है। एंटी-इलेक्ट्रॉनों के पास एक सकारात्मक चार्ज है, इसलिए वैज्ञानिकों ने उन्हें "पॉज़िट्रॉन" करार दिया।
जब एंटीमैटर पदार्थ से मिलता है, तो दोनों ऊर्जा के फ्लैश में नष्ट हो जाते हैं। ऊर्जा के लिए यह पूर्ण रूपांतरण है जो एंटीमैटर को इतना शक्तिशाली बनाता है। यहां तक कि परमाणु प्रतिक्रियाएं जो कि परमाणु बमों में दूर-दूर तक आती हैं, उनका केवल तीन प्रतिशत द्रव्यमान ऊर्जा में परिवर्तित होता है।
पिछले एंटीमैटर-संचालित स्पेसशिप डिजाइनों ने एंटीप्रोटोन को नियोजित किया, जो विनाश होने पर उच्च-ऊर्जा गामा किरणों का उत्पादन करते हैं। नए डिजाइन में पॉज़िट्रॉन का उपयोग किया जाएगा, जो लगभग 400 गुना कम ऊर्जा के साथ गामा किरणें बनाते हैं।
NIAC अनुसंधान एक प्रारंभिक अध्ययन है, यह देखने के लिए कि क्या विचार संभव है। यदि यह आशाजनक लग रहा है, और प्रौद्योगिकी को सफलतापूर्वक विकसित करने के लिए धन उपलब्ध है, तो एक पॉज़िट्रोन-संचालित अंतरिक्ष यान से मंगल ग्रह के मानव मिशन के लिए मौजूदा योजनाओं पर कुछ फायदे होंगे, जिसे मंगल संदर्भ मिशन कहा जाता है।
"सबसे महत्वपूर्ण लाभ अधिक सुरक्षा है," ने कहा कि पोज़िट्रॉनिक्स रिसर्च के डॉ। जेराल्ड स्मिथ, सांता फ़े, न्यू मैक्सिको में एलएलसी। वर्तमान संदर्भ मिशन एक परमाणु रिएक्टर को मंगल पर अंतरिक्ष यान को चलाने के लिए कहता है। यह वांछनीय है क्योंकि परमाणु प्रणोदन मंगल पर यात्रा के समय को कम कर देता है, जिससे ब्रह्मांडीय किरणों के लिए उनके जोखिम को कम करके चालक दल के लिए सुरक्षा बढ़ जाती है। इसके अलावा, रासायनिक रूप से संचालित अंतरिक्ष यान का वज़न बहुत अधिक होता है और लॉन्च करने में बहुत अधिक लागत आती है। रिएक्टर तीन साल के मिशन के लिए पर्याप्त शक्ति भी प्रदान करता है। लेकिन परमाणु रिएक्टर जटिल हैं, इसलिए मिशन के दौरान अधिक चीजें संभावित रूप से गलत हो सकती हैं। ", हालांकि, पॉज़िट्रॉन रिएक्टर समान लाभ प्रदान करता है, लेकिन अपेक्षाकृत सरल है," स्मिथ ने NIAC अध्ययन के लिए प्रमुख शोधकर्ता कहा।
इसके अलावा, परमाणु रिएक्टर रेडियोधर्मी होते हैं, भले ही उनके ईंधन का उपयोग किया जाता है। जहाज के मंगल पर पहुंचने के बाद, रेफरेंस मिशन की योजना रिएक्टर को एक ऐसी कक्षा में निर्देशित करने की है, जो कम से कम एक लाख वर्षों तक पृथ्वी से नहीं भिड़ेगी, जब अवशिष्ट विकिरण सुरक्षित स्तर तक कम हो जाएगा। हालांकि, ईंधन के उपयोग के बाद एक पॉज़िट्रॉन रिएक्टर में कोई बचे हुए विकिरण नहीं है, इसलिए कोई सुरक्षा चिंता नहीं है अगर खर्च किए गए पॉज़िट्रॉन रिएक्टर को गलती से पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करना चाहिए, टीम के अनुसार।
साथ ही लॉन्च करना ज्यादा सुरक्षित होगा। यदि एक परमाणु रिएक्टर ले जाने वाला रॉकेट फट जाता है, तो यह रेडियोधर्मी कणों को वायुमंडल में छोड़ सकता है। “हमारा पॉज़िट्रॉन अंतरिक्ष यान गामा-किरणों की एक फ्लैश जारी करता है अगर यह विस्फोट होता है, लेकिन गामा किरणें एक पल में चली जाएंगी। हवा में बहाव के लिए कोई रेडियोएक्टिव कण नहीं होगा। फ्लैश भी अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र तक ही सीमित होगा। अंतरिक्ष क्षेत्र के चारों ओर एक किलोमीटर (लगभग आधा मील) का खतरा क्षेत्र होगा। एक साधारण बड़े रासायनिक रूप से संचालित रॉकेट में एक ही आकार के बारे में एक खतरे का क्षेत्र है, बड़े आग के गोले के कारण जो इसके विस्फोट के परिणामस्वरूप होगा, ”स्मिथ ने कहा।
एक और महत्वपूर्ण लाभ गति है। रेफरेंस मिशन स्पेसक्राफ्ट लगभग 180 दिनों में अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल ग्रह पर ले जाएगा। अध्ययन पर पोजिट्रोनिक्स रिसर्च के एक इंजीनियर किर्बी मेयर ने कहा, "गैस कोर और एब्लेटिव इंजन अवधारणाओं की तरह हमारे उन्नत डिजाइन, उस समय आधे में अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल पर ले जा सकते थे, और शायद 45 दिनों में भी।"
उन्नत इंजन इसे गर्म करके चलाते हैं, जो उनकी दक्षता या "विशिष्ट आवेग" (Isp) को बढ़ाता है। Isp रॉकेटरी का "मील प्रति गैलन" है: Isp जितना अधिक होगा, उतनी ही तेज़ी से आप अपनी ईंधन आपूर्ति का उपयोग करने से पहले जा सकते हैं। नासा के स्पेस शटल मुख्य इंजन की तरह सबसे अच्छा रासायनिक रॉकेट, लगभग 450 सेकंड पर अधिकतम होता है, जिसका मतलब है कि एक पाउंड ईंधन 450 सेकंड के लिए जोर का एक पाउंड पैदा करेगा। एक परमाणु या पॉज़िट्रॉन रिएक्टर 900 सेकंड से अधिक बना सकता है। एब्लेटिव इंजन, जो धीरे-धीरे जोर देकर वाष्पीकरण करता है, 5,000 सेकंड तक जा सकता है।
पॉज़िट्रॉन अंतरिक्ष यान को एक वास्तविकता बनाने के लिए एक तकनीकी चुनौती पॉज़िट्रॉन का उत्पादन करने की लागत है। सामान्य बात पर इसके शानदार प्रभाव के कारण, आस-पास बहुत अधिक एंटीमैटर नहीं बैठा है। अंतरिक्ष में, इसे उच्च गति के कणों की टक्कर में बनाया जाता है जिसे कॉस्मिक किरणें कहा जाता है। पृथ्वी पर, इसे कण त्वरक, विशाल मशीनों में बनाया जाना चाहिए जो परमाणुओं को एक साथ तोड़ते हैं। आमतौर पर मशीनों का उपयोग यह जानने के लिए किया जाता है कि ब्रह्मांड एक गहरे, मौलिक स्तर पर कैसे काम करता है, लेकिन एंटीमैटर कारखानों के रूप में उनका उपयोग किया जा सकता है।
स्मिथ ने कहा, "मानव मंगल मिशन के लिए आवश्यक 10 मिलीग्राम पॉज़िट्रॉन का उत्पादन करने का अनुमान लगभग 250 मिलियन डॉलर है, जो वर्तमान में विकास में है।" यह लागत अधिक लग सकती है, लेकिन इसे एक भारी रासायनिक रॉकेट लॉन्च करने के लिए अतिरिक्त लागत के खिलाफ विचार करना होगा (वर्तमान लॉन्च की लागत लगभग $ 10,000 प्रति पाउंड है) या ईंधन की लागत और एक परमाणु रिएक्टर को सुरक्षित बनाने के लिए। ", परमाणु तकनीक के साथ अनुभव के आधार पर, यह लगता है कि पॉज़िट्रॉन उत्पादन लागत और अधिक शोध के साथ नीचे जाने की उम्मीद करना उचित है" स्मिथ ने कहा।
एक और चुनौती एक छोटी सी जगह में पर्याप्त पॉज़िट्रॉन जमा कर रही है। क्योंकि वे सामान्य पदार्थ का सत्यानाश करते हैं, आप उन्हें केवल एक बोतल में नहीं भर सकते। इसके बजाय, उन्हें बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ समाहित करना होगा। "हमें विश्वास है कि एक समर्पित अनुसंधान और विकास कार्यक्रम के साथ, इन चुनौतियों को दूर किया जा सकता है," स्मिथ ने कहा।
यदि ऐसा है, तो संभवत: मंगल पर पहुंचने वाले पहले मानव एक ही स्रोत द्वारा संचालित अंतरिक्ष यान में पहुंचेंगे, जिसने हमारे विज्ञान कथा सपनों के ब्रह्मांडों में स्टारशिप को निकाल दिया।
मूल स्रोत: NASA न्यूज़ रिलीज़
