हम सूर्य से प्रकाश के दबाव का उपयोग करके सौर मंडल का पता लगाने के लिए सौर पाल के विचार से सभी परिचित हैं। लेकिन एक और प्रणोदन प्रणाली है जो सूर्य की शक्ति, विद्युत पाल, और यह एक बहुत ही रोमांचक विचार है।
कुछ हफ़्ते पहले, मैंने अपने पसंदीदा विदेशी प्रणोदन प्रणाली के बारे में किसी से एक सवाल किया था, और मैंने कुछ विचारों को तोड़ दिया, जो मुझे रोमांचक लगते हैं: सौर पाल, परमाणु रॉकेट, आयन इंजन, आदि लेकिन एक और प्रणोदन प्रणाली है जो मुझे बनाए रखती है , और मैं पूरी तरह से उल्लेख करना भूल गया, लेकिन यह सबसे अच्छे विचारों में से एक है जिसे मैंने थोड़ी देर में सुना है: विद्युत पाल।
जैसा कि आप शायद जानते हैं, सूर्य से प्रकाश स्ट्रीमिंग के फोटॉन का दोहन करके एक सौर पाल काम करता है। हालांकि फोटॉन बड़े पैमाने पर होते हैं, उनकी गति होती है, और जब वे एक परावर्तक सतह से उछलते हैं तो इसे स्थानांतरित कर सकते हैं।
प्रकाश के अलावा, सूर्य चार्ज कणों की एक स्थिर धारा भी बह रहा है - सौर हवा। डॉ। पक्के जानहुएन की अगुवाई में फिनलैंड के इंजीनियरों की एक टीम ने एक इलेक्ट्रिक सेल का निर्माण करने का प्रस्ताव दिया है जो इन कणों का उपयोग करके अंतरिक्ष यान को सौर मंडल में ले जाएगा।
यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, मुझे आपके मस्तिष्क में कुछ अवधारणाओं को जाम करने की आवश्यकता होगी।
सबसे पहले, सूर्य। आकाश में विकिरण की वह घातक गेंद। जैसा कि आप शायद जानते हैं, सभी दिशाओं में सूर्य से दूर ज़िपित कणों, मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की एक स्थिर धारा है।
खगोलविदों को पूरी तरह से यकीन नहीं है कि कैसे, लेकिन सूर्य के कोरोना में कुछ तंत्र, इसका ऊपरी वातावरण, इन कणों को एक भागने के वेग पर तेज करता है। इनकी गति 250 से 750 किमी / सेकंड तक होती है।
सौर हवा सूर्य से दूर, और अंतरिक्ष में जाती है। हम धूमकेतुओं पर इसके प्रभावों को देखते हैं, उन्हें उनकी विशिष्ट पूंछ देते हैं, और यह सौर मंडल के चारों ओर एक बुलबुला बनाता है जिसे हेलिओस्फियर के रूप में जाना जाता है। यह वह जगह है जहां सूर्य से सौर हवा मिल्की वे में अन्य सितारों से सामूहिक सौर हवाओं से मिलती है।
वास्तव में, नासा का वायेजर अंतरिक्ष यान हाल ही में इस क्षेत्र से गुजरा, अंतत: अन्तर्राजीय अंतरिक्ष के लिए अपना रास्ता बना रहा है।
सौर हवा प्रत्यक्ष दबाव का कारण बनती है, एक वास्तविक हवा की तरह, लेकिन यह अविश्वसनीय रूप से कमजोर है, हल्के दबाव का एक हिस्सा सौर पाल अनुभव करता है।
लेकिन सौर हवा में सकारात्मक चार्ज प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की एक धारा होती है, और यह कुंजी है।
एक इलेक्ट्रिक सेल एक अविश्वसनीय रूप से पतले तार को बाहर निकाल कर काम करता है, जो सिर्फ 25 माइक्रोन मोटा होता है, लेकिन 20 किलोमीटर लंबा होता है। अंतरिक्ष यान सौर पैनलों और एक इलेक्ट्रॉन बंदूक से लैस है, जिसे चलाने के लिए सिर्फ कुछ सौ वाट लगते हैं।
अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉनों की शूटिंग करके, अंतरिक्ष यान एक अत्यधिक सकारात्मक चार्ज अवस्था बनाए रखता है। चूँकि सूर्य से प्रोटॉन भी सकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं, जब वे धनात्मक आवेशित टीथर का सामना करते हैं, तो वे इसे 100 मीटर के पार एक बड़ी बाधा मानते हैं, और उसमें दुर्घटनाग्रस्त हो जाते हैं।
टीथर और अंतरिक्ष यान में अपनी गति प्रदान करके, आयन इसे सूर्य से दूर तेज कर देते हैं।
त्वरण की मात्रा बहुत कमजोर है, लेकिन यह सूर्य से निरंतर दबाव है और लंबे समय तक जोड़ सकता है। उदाहरण के लिए, यदि 1000 किलोग्राम के अंतरिक्ष यान में इन तारों में से 100 सभी दिशाओं में फैली हुई हैं, तो यह प्रति सेकंड 1 मिमी प्रति सेकंड का त्वरण प्राप्त कर सकती है।
पहले सेकंड में यह 1 मिमी, और फिर अगले सेकंड में 2 मिमी आदि की यात्रा करता है। एक वर्ष के दौरान, यह अंतरिक्ष यान 30 किमी / सेकंड तक जा सकता है। तुलना करने के लिए, सबसे तेज़ अंतरिक्ष यान, नासा का वोएजर 1, केवल 17 किमी / सेकंड की दूरी पर है। तो, बहुत तेजी से, निश्चित रूप से सौर मंडल से भागने के वेग पर।
वास्तव में, विधि के डाउनसाइड्स में से एक यह है कि यह पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के भीतर काम नहीं करेगा। इसलिए एक बिजली से चलने वाले अंतरिक्ष यान को एक पारंपरिक रॉकेट द्वारा पृथ्वी से दूर ले जाने की आवश्यकता होगी, इससे पहले कि वह अपने पाल और सिर को गहरे अंतरिक्ष में उतार सके।
मुझे यकीन है कि आप सोच रहे हैं कि क्या यह सूर्य से दूर जाने के लिए एक तरफ़ा यात्रा है, लेकिन यह वास्तव में नहीं है। जैसे सौर पालों के साथ, एक विद्युत पाल को पिवोट किया जा सकता है। सौर हवा के प्रहार के किस पक्ष के आधार पर, यह सूर्य से अंतरिक्ष यान की कक्षा को बढ़ाता है या कम करता है।
एक तरफ पाल पर प्रहार करें और आप बाहरी सौर मंडल की यात्रा करने के लिए इसकी कक्षा बढ़ाएँ। लेकिन आप दूसरी तरफ भी हमला कर सकते हैं और इसकी कक्षा को कम कर सकते हैं, जिससे यह आंतरिक सौर मंडल में नीचे जाने की अनुमति देता है। यह एक अविश्वसनीय रूप से बहुमुखी प्रणोदन प्रणाली है, और सूर्य सभी काम करता है।
हालांकि यह विज्ञान कथा की तरह लगता है, वास्तव में कार्यों में कुछ परीक्षण हैं। एक एस्टोनियाई प्रोटोटाइप उपग्रह 2013 में वापस लॉन्च किया गया था, लेकिन इसकी मोटर टेदर को रील करने में विफल रही। फिनिश अल्टो -1 उपग्रह जून 2017 में लॉन्च किया गया था, और इसका एक प्रयोग एक इलेक्ट्रिक सेल का परीक्षण करना है।
हमें यह पता लगाना चाहिए कि क्या इस वर्ष के अंत में तकनीक व्यवहार्य है।
यह केवल फिन्स नहीं है जो इस प्रणोदन प्रणाली पर विचार कर रहे हैं। 2015 में, नासा ने घोषणा की कि उन्होंने डॉ। पक्का जानुहेन और उनकी टीम को एक चरण II इनोवेटिव एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स से सम्मानित किया, ताकि यह पता लगाया जा सके कि इस तकनीक का उपयोग अन्य तरीकों की तुलना में कम समय में बाहरी सौर मंडल तक पहुंचने के लिए कैसे किया जा सकता है।
हेलिओपॉज इलेक्ट्रोस्टैटिक रैपिड ट्रांजिट सिस्टम या एचईआरटीएस अंतरिक्ष यान सौर ऊर्जा को पकड़ने के लिए एक विशाल गोलाकार इलेक्ट्रिक सेल का निर्माण करते हुए, केंद्र से बाहर की ओर इन इलेक्ट्रिक टेथरों में से 20 का विस्तार करेगा। अंतरिक्ष यान को धीरे-धीरे घुमाने से, केन्द्रापसारक बल इस वृत्ताकार आकृति में टेथर्स को बाहर खींचेंगे।
अपने सकारात्मक चार्ज के साथ, प्रत्येक टेदर सौर पवन के लिए एक विशाल अवरोधक की तरह काम करता है, जिससे अंतरिक्ष यान पृथ्वी से प्रक्षेपित होते ही 600 वर्ग किलोमीटर का एक प्रभावी सतह क्षेत्र बन जाता है। जैसे-जैसे यह पृथ्वी से आगे बढ़ता है, वैसे-वैसे इसका प्रभावी क्षेत्र बढ़कर बृहस्पति तक पहुंचने तक 1,200 वर्ग किमी के बराबर हो जाता है।
जब एक सौर पाल बिजली खोना शुरू करता है, तो एक इलेक्ट्रिक सेल बस तेजी लाती है। वास्तव में, यह यूरेनस की कक्षा से बाहर गति बढ़ाता रहेगा।
यदि प्रौद्योगिकी काम करती है, तो HERTS मिशन केवल 10 वर्षों में हेलिओपॉज़ तक पहुँच सकता है। इस दूरी तक पहुँचने में वायेजर को १५ वर्ष लगे, सूर्य से १२१ खगोलीय इकाइयाँ।
लेकिन स्टीयरिंग का क्या? प्रत्येक तार पर वोल्टेज बदलने से जैसे अंतरिक्ष यान घूमता है, आप पूरे सेल को एक तरफ या दूसरे से सौर हवा में अलग-अलग बातचीत कर सकते थे। आप नाव पर पाल की तरह पूरे अंतरिक्ष यान को चला सकते हैं।
सितंबर 2017 में, फिनिश मौसम विज्ञान संस्थान के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस बात के लिए एक बहुत ही मौलिक विचार की घोषणा की कि वे क्षुद्रग्रह बेल्ट का व्यापक रूप से पता लगाने के लिए विद्युत पाल का उपयोग कैसे कर सकते हैं।
एक भी अंतरिक्ष यान की बजाय, वे 50 अलग 5 किलो उपग्रहों के एक बेड़े के निर्माण का प्रस्ताव रखा। प्रत्येक व्यक्ति अपनी 20 किमी लंबी टीथर को बाहर निकाल देगा और सूर्य की सौर हवा को पकड़ लेगा। 3-वर्षीय मिशन के दौरान, अंतरिक्ष यान क्षुद्रग्रह बेल्ट की यात्रा करेगा, और कई अलग-अलग अंतरिक्ष चट्टानों का दौरा करेगा। पूर्ण बेड़े शायद 300 अलग-अलग वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम होगा।
प्रत्येक अंतरिक्ष यान केवल 40 मिमी एपर्चर के साथ एक छोटी दूरबीन से लैस होगा। यह एक स्पॉटिंग स्कोप के आकार के बारे में है, या दूरबीन की एक जोड़ी है, लेकिन यह क्षुद्रग्रह की सतह पर सुविधाओं को हल करने के लिए पर्याप्त होगा, जो कि 100 मीटर के छोटे होते हैं। उनके पास एक अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर भी है जो यह निर्धारित करने में सक्षम है कि प्रत्येक क्षुद्रग्रह किन खनिजों से बना है।
यह ठोस प्लैटिनम से बना $ 10 ट्रिलियन क्षुद्रग्रह खोजने का एक शानदार तरीका है।
क्योंकि अंतरिक्ष यान पृथ्वी पर वापस जाने के लिए सभी तरह से संवाद करने के लिए बहुत छोटा होगा, इसलिए उन्हें बोर्ड पर डेटा संग्रहीत करने की आवश्यकता नहीं है, और 3 साल बाद हमारे ग्रह पर आने के बाद सब कुछ संचारित करें।
ग्रहों के वैज्ञानिकों ने एक ही समय में इस कई अलग-अलग वस्तुओं का सर्वेक्षण करने में सक्षम होने के विचार से प्यार करने के लिए बात की थी, और इलेक्ट्रिक सेल विचार इसे करने के लिए सबसे कुशल तरीकों में से एक है।
शोधकर्ताओं के अनुसार, वे लगभग 70 मिलियन डॉलर में मिशन कर सकते हैं, प्रत्येक क्षुद्रग्रह का विश्लेषण करने के लिए लगभग $ 240,000 की लागत ला सकते हैं। क्षुद्रग्रहों के अध्ययन के प्रस्तावित किसी अन्य तरीके की तुलना में यह सस्ता होगा।
अंतरिक्ष अन्वेषण पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों का उपयोग करता है क्योंकि वे ज्ञात और विश्वसनीय हैं। सुनिश्चित करें कि उनके पास अपनी कमियाँ हैं, लेकिन वे हमें सौर मंडल में ले गए, पृथ्वी से अरबों किलोमीटर दूर।
लेकिन विद्युत सेल की तरह कार्यों में भी प्रणोदन के अन्य रूप हैं। और आने वाले दशकों में, हम इन विचारों को अधिक से अधिक देखने जा रहे हैं और परीक्षण के लिए रख दिया है। एक ईंधन मुक्त प्रणोदन प्रणाली जो अंतरिक्ष यान को सौर मंडल की बाहरी पहुंच में ले जा सकती है? हाँ कृपया।
जब अधिक बिजली की जांच हो, तो मैं आपको पोस्ट करता रहूंगा।
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