एक और स्टार सिस्टम की यात्रा करने का सपना, और यहां तक कि वहां आबादी वाली दुनिया भी मिल सकती है, जिसने कई पीढ़ियों के लिए मानवता को व्यस्त रखा है। लेकिन यह अंतरिक्ष अन्वेषण के युग तक नहीं था कि वैज्ञानिक एक अंतरतारकीय यात्रा करने के लिए विभिन्न तरीकों की जांच करने में सक्षम हुए हैं। जबकि कई सैद्धांतिक डिजाइन वर्षों में प्रस्तावित किए गए हैं, हाल ही में लेजर-प्रोपेल्ड इंटरस्टेलर जांच पर बहुत ध्यान केंद्रित किया गया है।
पहला वैचारिक डिजाइन अध्ययन, जिसे के रूप में जाना जाता है प्रोजेक्ट ड्रैगनफ्लाई द्वारा होस्ट किया गया था इंटरस्टेलर स्टडीज के लिए पहल (i4iS) 2013 में। इस अवधारणा ने प्रकाश की गति को 5% करने के लिए एक प्रकाश पाल और अंतरिक्ष यान को तेज करने के लिए लेजर के उपयोग का आह्वान किया, इस प्रकार लगभग एक सदी में अल्फा सेंटौरी तक पहुंच गया। में एक हाल का पेपर , डिजाइन प्रतियोगिता में भाग लेने वाली टीमों में से एक ने एक रोशनी और चुंबकीय पाल के लिए अपने प्रस्ताव की व्यवहार्यता का आकलन किया।
पेपर, जिसका शीर्षक है ' प्रोजेक्ट ड्रैगनफ्लाई: सेल टू स्टार्स ', हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित हुआ थाएस्ट्रा एस्ट्रोनॉटिका।अध्ययन का नेतृत्व यूनिवर्सिटी पॉल सबाटियर (यूपीएस) टूलूज़ के स्नातक टोबीस हाफनर और वर्तमान सिस्टम इंजीनियर ने किया था ओपन कॉसमॉस लिमिटेड . वह . के सदस्यों द्वारा शामिल किया गया था ऑक्सफोर्ड स्पेस सिस्टम्स , NS उन्नत अध्ययन के लिए स्नातक विश्वविद्यालय (सोकेन्दाई), और AKKA टेक्नोलॉजीज .
सौर मंडल को छोड़कर लेज़र-सेल अंतरिक्ष यान का झुंड। साभार: एड्रियन मन्नू
जब इंटरस्टेलर मिशन अवधारणाओं की बात आती है, तो सबसे बड़ी बाधाओं में से एक हमेशा यात्रा का समय शामिल होता है। जैसा कि हमने a . में दिखाया है पिछला लेख , अल्फ़ा सेंटॉरी तक पहुँचने के लिए वर्तमान तकनीक का उपयोग करने में 1,000 से 81,000 वर्ष तक का समय लगेगा। जबकि कई सैद्धांतिक तरीके मौजूद हैं जो कम यात्रा समय की पेशकश कर सकते हैं, वे या तो भौतिकी को शामिल करते हैं जो अभी तक सिद्ध नहीं हुए हैं या निषेधात्मक रूप से महंगे होंगे।
इसलिए एक रोशनी की अपील, जो छोटे और कम खर्चीले अंतरिक्ष यान बनाने के लिए लघुकरण में हाल के विकास का लाभ उठाती है। एक अन्य लाभ, कम से कम सैद्धांतिक रूप से, यह है कि इस तरह के अंतरिक्ष यान को प्रकाश की गति के एक अंश तक त्वरित किया जा सकता है, और इसलिए कुछ दशकों या एक सदी में हमारे सौर मंडल और निकटतम तारे के बीच की विशाल दूरी को कवर करने में सक्षम होगा। .
जैसा कि उल्लेख किया गया है, i4iS - एक स्वयंसेवी संगठन जो निकट भविष्य में अंतरतारकीय अंतरिक्ष यात्रा को एक वास्तविकता बनाने के लिए समर्पित है - ने 2013 में वापस रोशनी के लिए पहला वैचारिक डिजाइन अध्ययन शुरू किया। इसके बाद 2014 में एक अंतरिक्ष यान डिजाइन करने की प्रतियोगिता के साथ किया गया था। मौजूदा या निकट-अवधि की तकनीकों का उपयोग करके 100 वर्षों के भीतर अल्फा सेंटौरी तक पहुंचने में सक्षम हो।
चार फाइनलिस्ट ने यहां आयोजित एक कार्यशाला में अपने डिजाइन प्रस्तुत किए ब्रिटिश इंटरप्लेनेटरी सोसाइटी जुलाई 2015 में अवधारणा प्रस्तुत म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय द्वारा टीम जीती, जिसने तब लॉन्च किया a किकस्टार्टर अभियान उनके डिजाइन के लिए धन जुटाने के लिए। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो की टीम द्वारा प्रस्तुत किया गया डिजाइन बाद में ब्रेकथ्रू इनिशिएटिव्स के डिजाइन में विकसित हुआ है। निर्णायक स्टारशॉट .
एक ग्रह की सतह पर उत्पन्न रेडियो बीम (लाल) द्वारा संचालित प्रकाश-पाल का एक कलाकार का चित्रण। श्रेय: एम. वीस/सीएफए
लीड-लेखक हाफनर और उनके सहयोगी क्रैनएसईडीएस टीम का हिस्सा थे, जिसमें यूके में क्रैनफील्ड विश्वविद्यालय के इंजीनियर और वैज्ञानिक शामिल थे। स्कोल्कोवो विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (स्कोल्टेक) रूस में और यूपीएस फ्रांस में। इस नवीनतम अध्ययन में, उन्होंने और उनकी टीम के कुछ पूर्व सदस्यों ने व्यवहार्यता अध्ययन के हिस्से के रूप में अपनी मिशन अवधारणा प्रस्तुत की।
इस अध्ययन के लिए, उन्होंने लाइटसेल के मिशन आर्किटेक्चर के हर पहलू पर विचार किया। यह पाल के आकार, इसे बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री, लेजर एपर्चर के आकार, लेजर की स्थिति, अंतरिक्ष यान का वजन, और अंतरिक्ष यान द्वारा उपयोग की जाने वाली विधि से अपने गंतव्य के करीब पहुंचने के बाद इसे कम करने के लिए किया गया था।
अंत में, वे जिस मिशन आर्किटेक्चर के साथ आए, उसमें 100 GW की लेजर शक्ति के उपयोग के लिए 2750 किग्रा (~ 6000 पाउंड) अंतरिक्ष यान को प्रकाश की गति से 5% तक तेज करने का आह्वान किया गया - जिसके परिणामस्वरूप लगभग एक सदी का यात्रा समय था। यह एक तारे का नाम है। पाल 29.4 किमी व्यास (18.26 मील) मापने वाले एक ग्रेफीन मोनोलेयर से बना होगा, इस प्रकार 29.4 किमी (18.26 मील) व्यास एपर्चर के साथ एक लेजर की आवश्यकता होती है।
यह लेज़र सूर्य के आसपास (या तो पृथ्वी-सूर्य L1 . पर) रखा जाएगा लैग्रेंज प्वाइंट या Cislunar कक्षा में) और बड़े पैमाने पर सौर पैनलों द्वारा संचालित किया जाएगा। गति कम करने के लिए, अंतरिक्ष यान प्रकाश पाल को बंद कर देगा और धातु के तारों से युक्त एक चुंबकीय पाल को तैनात करेगा। यह पाल लगभग 35 किमी (22 मील) व्यास और 1000 किलो (2200 एलबीएस) वजन का एक लूप वाला ढांचा तैयार करेगा।
प्रोजेक्ट स्टारशॉट, ब्रेकथ्रू फाउंडेशन द्वारा प्रायोजित एक पहल है, जिसका उद्देश्य मानवता की पहली अंतरतारकीय यात्रा है। साभार: सफलता पहल.ओआरजी
एक बार तैनात होने के बाद, चुंबकीय पाल इंटरस्टेलर माध्यम से प्लाज्मा को रोक देगा और अल्फा सेंटौरी से सौर हवा को धीमा करने और सिस्टम में प्रवेश करने के लिए रोक देगा। यह वास्तुकला, उनका निष्कर्ष है, द्रव्यमान और गति के बीच संतुलन प्राप्त करेगा, मिशन को केवल 100 वर्षों में अल्फा सेंटौरी तक पहुंचने की अनुमति देगा, और आगमन पर विज्ञान संचालन करने की अनुमति देगा।
जैसा कि वे अपने अध्ययन में संकेत करते हैं, इस प्रकार की मिशन वास्तुकला कई फायदे प्रदान करती है, जिनमें से कम से कम यह तथ्य नहीं है कि एक बड़ा अंतरिक्ष यान उपकरणों के रूप में अधिक ले जाने और ग्राम-स्केल अंतरिक्ष यान की तुलना में अधिक वैज्ञानिक डेटा एकत्र करने में सक्षम होगा। (जैसा कि ब्रेकथ्रू स्टारशॉट्स . के साथ है) स्टारचिप ) जैसा कि उन्होंने निष्कर्ष निकाला:
'दोनों [लेजर और चुंबकीय पाल] का लाभ है कि नहीं फेंकने योग्य अंतरिक्ष यान में ले जाने की आवश्यकता है ... मिशन उन प्रौद्योगिकियों पर आधारित है जो वर्तमान में उपलब्ध हैं या विकास के अधीन हैं, लेकिन वास्तव में आवश्यक अंतरिक्ष बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए व्यापक सुधार की आवश्यकता होगी ... एक बहु-अंतरिक्ष यान मिशन आधार रेखा के साथ, लेजर प्रणाली उचित समयावधि में उपयोग किया जाता है। पहले अंतरिक्ष यान से सीखे गए सबक और एकत्र किए गए डेटा का उपयोग निम्नलिखित को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।'
वे उन चुनौतियों को भी स्वीकार करते हैं जो इस तरह के मिशन में शामिल होंगी, जिसमें अंतरिक्ष में किलोमीटर के आकार की संरचनाओं की आवश्यकता शामिल है। ऐसी संरचनाओं को कक्षा में बनाना होगा, जिसके लिए पहले कक्षीय निर्माण सुविधाओं के विकास की आवश्यकता होगी। और निश्चित रूप से, लेजर और अन्य महत्वपूर्ण प्रणालियों को और अधिक शोधन और विकास की आवश्यकता होगी। फिर भी, अवधारणा, उनके अध्ययन के अनुसार, व्यवहार्य और तकनीकी रूप से ध्वनि है।
एक निर्देशित-ऊर्जा प्रणोदन लेजर सेल में कलाकार की छाप। श्रेय: क्यू. झांग/deepspace.ucsb.edu
हालांकि, कुछ को अपनी शंका है। उदाहरण के लिए, डॉ. क्लॉडियस ग्रोस, एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी हैं गेटे विश्वविद्यालय फ्रैंकफर्ट में सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान . ग्रोस एक इंटरस्टेलर अंतरिक्ष यान के निर्माण के लिए लेजर सेल तकनीक का उपयोग करने का एक लंबे समय से समर्थक है, और इस तरह के अंतरिक्ष यान को धीमा करने के लिए चुंबकीय पाल के उपयोग पर सैद्धांतिक कार्य किया है।
वह . के संस्थापक भी हैं परियोजना उत्पत्ति , जीन कारखानों या क्रायोजेनिक पॉड्स से लैस लेजर सेल-चालित अंतरिक्ष यान को अन्य स्टार सिस्टम में भेजने का प्रस्ताव, जहां वे 'क्षणिक रूप से रहने योग्य एक्सोप्लैनेट - यानी जीवन का समर्थन करने में सक्षम ग्रह, लेकिन इसके जन्म देने की संभावना नहीं है' को माइक्रोबियल जीवन वितरित करेंगे। उनके स्वंय के। जैसा कि उन्होंने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को व्यक्त किया:
'एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ मंदी के संबंध में, यह वास्तव में ग्रहण किए गए मापदंडों के भीतर संभव नहीं है। यह काम करने के लिए कई सौ टन वजन वाली एक चुंबकीय पाल की आवश्यकता होगी, जब शिल्प प्रकाश की गति के 5% पर परिभ्रमण करता है और जब इसे 20 वर्षों के भीतर बंद करना पड़ता है, जैसा कि वर्तमान पेपर में माना गया है। इस तरह के भारी शिल्प को गति देने के लिए, अधिक मजबूत लॉन्च सिस्टम की आवश्यकता होगी।'
तारे के बीच का मिशन करने के लिए लेजर या सौर पाल का उपयोग करने की अवधारणा की जड़ें बहुत गहरी हैं। हालाँकि, यह हाल के वर्षों में ही हुआ है कि ऐसे अंतरिक्ष यान बनाने के प्रयास वास्तव में एक साथ आए हैं। वर्तमान में, कई अवधारणाएं हैं जो विभिन्न मिशन आर्किटेक्चर की पेशकश करती हैं, जिनमें से सभी में चुनौतियों और लाभों का हिस्सा है।
विकास में अब कई प्रस्तावों के साथ - जिसमें हेफनर और उनके सहयोगी का प्रस्ताव शामिल है, ii4S की ड्रैगनफ्लाई अवधारणातथाब्रेकथ्रू स्टारशॉट - यह देखना बहुत दिलचस्प होगा कि आने वाले दशकों में वर्तमान लाइटसेल अवधारणाओं में से कौन (यदि कोई हो) अल्फा सेंटॉरी की यात्रा करने का प्रयास करेगा।
क्या यह वह होगा जो हमारे जीवन काल में वहां पहुंचेगा, या कोई ऐसा होगा जो वैज्ञानिक डेटा के रूप में और अधिक वापस भेजने में सक्षम हो? या यह दोनों का संयोजन हो सकता है, एक प्रकार का अल्पकालिक/दीर्घकालिक प्रकार का सौदा? बताना कठिन है। मुद्दा यह है कि इंटरस्टेलर मिशन को आगे बढ़ाने का सपना बहुत अधिक समय तक सपना नहीं रह सकता है।
आगे की पढाई: अंतरिक्ष यात्री अधिनियम (2018) , अंतरिक्ष यात्री अधिनियम (2016) , निर्णायक स्टारशॉट