चीनी विज्ञान कथा फिल्म द वांडरिंग अर्थ में, हाल ही में नेटफ्लिक्स पर रिलीज़ हुई, मानवता बढ़ती सूरज से बचने के लिए और बृहस्पति के साथ टकराव को रोकने के लिए भारी थ्रस्टरों का उपयोग करके पृथ्वी की कक्षा को बदलने का प्रयास करती है।
परिदृश्य एक दिन सच हो सकता है। पाँच अरब वर्षों में, सूरज ईंधन से बाहर निकल जाएगा और पृथ्वी का विस्तार करेगा। एक अधिक तात्कालिक खतरा एक ग्लोबल वार्मिंग सर्वनाश है। पृथ्वी को एक व्यापक कक्षा में ले जाना एक समाधान हो सकता है - और यह सिद्धांत रूप में संभव है।
लेकिन हम इसके बारे में कैसे जा सकते हैं और इंजीनियरिंग चुनौतियां क्या हैं? तर्क के लिए, मान लें कि हमारा लक्ष्य पृथ्वी को उसकी वर्तमान कक्षा से 50% आगे सूर्य से मंगल की तरह कक्षा में ले जाने का है। '
हम कई वर्षों से छोटे पिंडों - क्षुद्रग्रहों - को उनकी कक्षा से स्थानांतरित करने की तकनीक विकसित कर रहे हैं, मुख्य रूप से हमारे ग्रह को प्रभावों से बचाने के लिए। कुछ एक आवेगी, और अक्सर विनाशकारी, कार्रवाई पर आधारित होते हैं: एक परमाणु विस्फोट, जो क्षुद्रग्रह की सतह पर या "गतिज प्रभावक" के पास होता है, उदाहरण के लिए एक अंतरिक्ष यान उच्च वेग पर क्षुद्रग्रह से टकराता है। ये स्पष्ट रूप से अपने विनाशकारी प्रकृति के कारण पृथ्वी पर लागू नहीं होते हैं।
इसके बजाय अन्य तकनीकों में लंबे समय तक एक बहुत ही सौम्य, निरंतर धक्का शामिल होता है, बशर्ते कि क्षुद्रग्रह की सतह पर टगबाट या उसके पास मंडराने वाला एक अंतरिक्ष यान हो (गुरुत्वाकर्षण या अन्य तरीकों से धकेलते हुए)। लेकिन यह पृथ्वी के लिए असंभव होगा क्योंकि इसका द्रव्यमान सबसे बड़े क्षुद्रग्रहों की तुलना में बहुत अधिक है।
इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स
हम वास्तव में पहले से ही पृथ्वी को उसकी कक्षा से आगे बढ़ा रहे हैं। जब भी कोई जांच पृथ्वी को किसी अन्य ग्रह के लिए छोड़ती है, तो वह बंदूक की पुनरावृत्ति के समान पृथ्वी पर एक छोटे से आवेग को विपरीत दिशा में ले जाता है। सौभाग्य से हमारे लिए - लेकिन दुर्भाग्य से पृथ्वी को स्थानांतरित करने के उद्देश्य से - यह प्रभाव अविश्वसनीय रूप से छोटा है।
स्पेसएक्स का फाल्कन हेवी आज सबसे सक्षम लॉन्च वाहन है। मंगल ग्रह की कक्षा में परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए हमें पूर्ण क्षमता पर 300 बिलियन बिलियन के प्रक्षेपण की आवश्यकता होगी। इन सभी रॉकेटों को बनाने वाली सामग्री पृथ्वी के 85% के बराबर होगी, जो पृथ्वी की केवल 15% मंगल की कक्षा में छोड़ती है।
एक इलेक्ट्रिक थ्रस्टर, द्रव्यमान में तेजी लाने के लिए एक अधिक कुशल तरीका है - विशेष रूप से आयन ड्राइव में, जो चार्ज किए गए कणों की एक धारा को निकालकर काम करते हैं जो पोत को आगे बढ़ाते हैं। हम पृथ्वी की कक्षा की अनुगामी दिशा में एक इलेक्ट्रिक थ्रस्टर को इंगित और फायर कर सकते हैं।
ओवरसाइज़्ड थ्रस्टर समुद्र के स्तर से 1,000 किलोमीटर ऊपर होना चाहिए, जो पृथ्वी के वायुमंडल से परे है, लेकिन अभी भी ठोस रूप से पृथ्वी से एक कठोर किरण के साथ जुड़ा हुआ है, ताकि धकेलने वाले बल को संचारित किया जा सके। आयन बीम को सही दिशा में 40 किलोमीटर प्रति सेकंड पर निकाल दिया गया है, फिर भी हमें शेष 87% को स्थानांतरित करने के लिए आयनों में पृथ्वी के द्रव्यमान के 13% के बराबर निकालने की आवश्यकता होगी।
प्रकाश पर नौकायन
जैसे ही प्रकाश गति पकड़ता है, लेकिन कोई द्रव्यमान नहीं होता है, हम एक केंद्रित प्रकाश किरण, जैसे कि लेजर, को निरंतर बिजली देने में सक्षम हो सकते हैं। आवश्यक शक्ति सूर्य से एकत्र की जाएगी, और पृथ्वी का कोई भी द्रव्यमान नहीं खाया जाएगा। यहां तक कि ब्रेकथ्रू स्टारशॉट परियोजना द्वारा परिकल्पित विशाल 100GW लेजर संयंत्र का उपयोग करना, जिसका उद्देश्य पड़ोसी तारों का पता लगाने के लिए सौर प्रणाली से अंतरिक्ष यान को प्रेरित करना है, यह अभी भी कक्षीय परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए तीन अरब अरब साल का निरंतर उपयोग करेगा।
लेकिन प्रकाश को पृथ्वी के बगल में तैनात सौर पाल का उपयोग करके सीधे सूर्य से पृथ्वी पर भी प्रतिबिंबित किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि एक अरब वर्षों के समय में कक्षीय परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए पृथ्वी के व्यास से 19 गुना बड़ा एक परावर्तक डिस्क की आवश्यकता होगी।
अंतर्वैयक्तिक बिलियर्ड
गति का आदान-प्रदान करने और उनके वेग को बदलने के लिए दो परिक्रमा निकायों के लिए एक प्रसिद्ध तकनीक एक करीबी मार्ग, या गुरुत्वाकर्षण गुलेल के साथ है। इस तरह के पैंतरेबाज़ी का इस्तेमाल बड़े पैमाने पर इंटरप्लेनेटरी जांच द्वारा किया गया है। उदाहरण के लिए, रोसेटा अंतरिक्ष यान, जिसने २०१४-२०१६ में धूमकेतु ६, पी की यात्रा की, धूमकेतु की अपनी दस साल की यात्रा के दौरान पृथ्वी के आसपास के क्षेत्र में २००५ और २०० 2007 में पहुंचा।
नतीजतन, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र ने रोसेटा को पर्याप्त त्वरण प्रदान किया, जो कि थ्रस्टरों का उपयोग करने के लिए पूरी तरह से अस्वीकार्य होता। नतीजतन, पृथ्वी को एक विपरीत और समान आवेग प्राप्त हुआ - हालांकि पृथ्वी के द्रव्यमान के कारण इसका कोई औसत दर्जे का प्रभाव नहीं था।
लेकिन अगर हम एक गुलेल का प्रदर्शन कर सकते हैं, तो अंतरिक्ष यान की तुलना में कुछ अधिक बड़े पैमाने पर उपयोग कर सकते हैं? क्षुद्रग्रहों को निश्चित रूप से पृथ्वी द्वारा पुनर्निर्देशित किया जा सकता है, और जबकि पृथ्वी की कक्षा पर पारस्परिक प्रभाव कम होगा, यह क्रिया कई बार दोहराई जा सकती है ताकि अंततः पृथ्वी की कक्षा में बदलाव हो सके।
सौर मंडल के कुछ क्षेत्र छोटे पिंडों जैसे क्षुद्रग्रह और धूमकेतु के साथ घने हैं, जिनमें से कई का द्रव्यमान यथार्थवादी तकनीक के साथ स्थानांतरित होने के लिए काफी छोटा है, लेकिन अभी भी पृथ्वी से वास्तविक रूप से लॉन्च किए जा सकने वाले से बड़े परिमाण के आदेश हैं।
सटीक प्रक्षेपवक्र डिजाइन के साथ, तथाकथित "agingv लीवरेजिंग" का शोषण करना संभव है - एक छोटे से शरीर को अपनी कक्षा से बाहर निकाल दिया जा सकता है और परिणामस्वरूप पृथ्वी पर स्विंग हो सकता है, जो हमारे ग्रह को बहुत बड़ा आवेग प्रदान करता है। यह रोमांचक लग सकता है, लेकिन यह अनुमान लगाया गया है कि हमें एक लाख ऐसे क्षुद्रग्रह पास की आवश्यकता होगी, जिनमें से प्रत्येक को सूर्य के विस्तार के साथ बनाए रखने के लिए लगभग कुछ हजार साल अलग-अलग होंगे।
निर्णय
उपलब्ध सभी विकल्पों में से, कई क्षुद्रग्रह गुलेल का उपयोग करके अभी सबसे अधिक प्राप्त होता है। लेकिन भविष्य में, प्रकाश का दोहन करना महत्वपूर्ण हो सकता है - अगर हम सीखें कि विशाल अंतरिक्ष संरचनाओं या सुपर-शक्तिशाली लेजर सरणियों का निर्माण कैसे करें। इनका उपयोग अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए भी किया जा सकता है।
लेकिन जब यह सैद्धांतिक रूप से संभव है, और एक दिन तकनीकी रूप से संभव हो सकता है, तो यह वास्तव में हमारी प्रजाति को हमारे ग्रह के अगले दरवाजे पड़ोसी, मंगल पर स्थानांतरित करने के लिए आसान हो सकता है, जो सूरज के विनाश से बच सकता है। हमारे पास, आखिरकार, पहले से ही कई बार उतरा और इसकी सतह को घुमाया।
यह विचार करने के बाद कि पृथ्वी को स्थानांतरित करना कितना चुनौतीपूर्ण होगा, मंगल का उपनिवेश बनाना, उसे रहने योग्य बनाना और समय के साथ पृथ्वी की आबादी को आगे बढ़ाना, शायद उतना मुश्किल न लगे।
माटेयो सेरोटी, अंतरिक्ष प्रणाली इंजीनियरिंग में व्याख्याता, ग्लासगो विश्वविद्यालय
