कुछ दशकों में,निर्णायक स्टारशॉटपहल अल्फा सेंटौरी की पड़ोसी प्रणाली के लिए एक सेलक्राफ्ट भेजने की उम्मीद करती है। एक रोशनी और एक निर्देशित ऊर्जा (उर्फ लेजर) सरणी का उपयोग करके, एक छोटे अंतरिक्ष यान को प्रकाश की गति (0.2) की गति से 20% तक बढ़ाया जा सकता हैसी) यह अनुमति देगास्टारशॉटकेवल 20 वर्षों में अल्फा सेंटौरी की यात्रा करने और वहां के किसी भी एक्सोप्लैनेट का अध्ययन करने के लिए, इस प्रकार हमारे जीवन के भीतर इंटरस्टेलर अन्वेषण के सपने को पूरा करने के लिए।
स्वाभाविक रूप से, यह योजना कई इंजीनियरिंग और लॉजिस्टिक चुनौतियों को प्रस्तुत करती है, जिनमें से एक में डेटा को पृथ्वी पर वापस भेजना शामिल है। में एक हाल के एक अध्ययन , स्टारशॉट सिस्टम्स के निदेशक डॉ. केविन एल.जी. पार्किन डेटा को वापस पृथ्वी पर संचारित करने के लिए लेजर का उपयोग करने की संभावना का विश्लेषण करता है। पार्किन ने तर्क दिया कि यह तरीका मानवता के लिए हमारे सौर मंडल से परे क्या है, इसकी एक झलक पाने का सबसे प्रभावी तरीका है।
अध्ययन के लेखक, डॉ. केविन पार्किन ने 2016 से ब्रेकथ्रू स्टारशॉट के सिस्टम निदेशक के रूप में कार्य किया है। इससे पहले, उन्हें माइक्रोवेव थर्मल प्रोपल्शन में उनके अभूतपूर्व कार्य के लिए रूसी फेडरेशन ऑफ एस्ट्रोनॉटिक्स एंड कॉस्मोनॉटिक्स द्वारा कोरोलेव मेडल से सम्मानित किया गया था। उन्होंने सैन फ्रांसिस्को स्थित एयरोस्पेस कंपनी की भी स्थापना की पार्किन रिसर्च , जो लागत-बचत प्रौद्योगिकियों के विकास में माहिर है।
संचार डाउनलिंक के मुद्दे को संबोधित करते हुए, डॉ। पार्किन ने गणना करने की मांग की कि एक एकीकृत पाल और अंतरिक्ष यान (उर्फ। सेलक्राफ्ट) के लिए सबसे अच्छा विकल्प क्या होगा। इसके लिए, उन्होंने 4.1 मीटर (13.45 फीट) व्यास पर एक टाइट-बीम लेजर ट्रांसमीटर की संभावना पर विचार किया।स्टारशॉटसेलक्राफ्ट, जो अल्फा सेंटौरी में पहुंचने के बाद पृथ्वी पर 30-मीटर (~ 100 फीट) दूरबीन में संचार करना शुरू कर देगा।
यह सरणी 100 वाट ऑप्टिकल चरणबद्ध सरणी (पाल में ही एम्बेडेड) का रूप ले लेगी जो इंटरस्टेलर माध्यम (आईएसएम) से शक्ति को बदलने के लिए लेजर का उपयोग करती है। डॉ. पार्किन का अनुमान है कि एरे 1.02 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य पर डेटा संचारित करेगा, जो तब 1.25 माइक्रोमीटर पर टेलीस्कोप द्वारा प्राप्त किया जाएगा - जो प्रसारण को निकट-अवरक्त/निकट-पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में रखता है।
इस प्रकार का डाउनलिंक संचार पर कई लाभ प्रस्तुत करता है जो रेडियो तरंग या माइक्रोवेव प्रसारण पर निर्भर करता है। जैसा कि डॉ. पार्किन ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'माइक्रोवेव के सापेक्ष, लेज़रों में एक हज़ार गुना कम तरंग दैर्ध्य होता है और इसलिए अल्फा सेंटौरी से पृथ्वी तक एक बहुत ही सख्त बीम बनाते हैं ... सेलक्राफ्ट के पूरे क्षेत्र में 100 वाट संचारित करने का लाभ यह है कि पृथ्वी-आधारित रिसीवर 30 तक सिकुड़ जाता है। -मीटर टेलीस्कोप, कुछ ऐसा जो एक या दो दशक में होने की संभावना है। ”
एक लघुगणकीय पैमाने पर अवलोकनीय ब्रह्मांड। श्रेय: पाब्लो कार्लोस बुडासी/विकिपीडिया कॉमन्स
डॉ. पार्किन ने यह भी कहा कि इतने ही समय के भीतर, फिल्टर और डिटेक्टरों में सुधार से मीटर-श्रेणी के दूरबीनों की सरणियों की अनुमति मिल जाएगी जो अंतरिक्ष यान से संकेत प्राप्त करने के लिए एक साथ काम कर सकते हैं। हालांकि, इस तरह की संचार प्रणाली में कुछ कमियां भी होती हैं, जिनमें से एक सीधे तौर पर इसकी टाइट-बीम प्रकृति से संबंधित होती है। मूल रूप से, डेटा प्राप्त करने के लिए सरणी को पृथ्वी पर सटीक रूप से इंगित करना होगा।
'अगर सेलक्राफ्ट इंटरस्टेलर माध्यम की सापेक्ष दिशा को महसूस करता है, जो वापस पृथ्वी की ओर इशारा करता है (या, कम से कम, जहां पृथ्वी तब थी जब सेलक्राफ्ट लॉन्च हुआ था),' डॉ। पार्किन ने कहा। 'वहां से, उसे सूर्य को खोजना होगा। फिर, क्योंकि बीम की चौड़ाई सूर्य से पृथ्वी की दूरी का केवल दसवां हिस्सा है, नाविक को पृथ्वी की सापेक्ष स्थिति की गणना या पता लगाना होगा और उसकी ओर इशारा करना होगा। ”
हालाँकि, इसे कई अंतरिक्ष यान भेजकर दूर किया जा सकता है, जो कि की समग्र दृष्टि को ध्यान में रखते हुए हैस्टारशॉट. वर्षों से, ब्रेकथ्रू इनिशिएटिव इस बात पर विचार कर रहा है कि कैसे लाइटसेल-टो 'नैनोक्राफ्ट' का एक बेड़ा, जिसका वजन कुछ ही ग्राम है, इंटरस्टेलर यात्रा और अन्वेषण को सक्षम कर सकता है। जैसा कि डॉ पार्किन ने समझाया:
'अर्थशास्त्र प्रकाश को लॉन्च करने का पक्षधर है और अक्सर, जैसे कि प्रति सप्ताह एक 4-ग्राम सेलक्राफ्ट (ऊर्जा लागत केवल $ 6M है)। इसका मतलब है कि सिर्फ एक डाउनलिंक नहीं होगा, बल्कि कई डाउनलिंक होंगे। जैसा कि पृथ्वी से देखा गया है, विभिन्न सेलक्राफ्ट को आकाश में पंक्तिबद्ध किया जाएगा, जिससे अल्फा सेंटॉरी के साथ मिलन के विभिन्न चरणों में सेलक्राफ्ट की एक तरह की पाइपलाइन बन जाएगी।
सौर मंडल को छोड़कर लेज़र-सेल अंतरिक्ष यान का झुंड। साभार: एड्रियन मन्नू
डॉ. पार्किन कहते हैं, सीधे डाउनलिंक के साथ कई अंतरिक्ष यान भेजने का एक अतिरिक्त लाभ, उनके बीच क्रॉसलिंक की संभावना है। यदि ऐसा किया जाता है, तो पृथ्वी से कनेक्शन अपने आप में एक डेटा पाइपलाइन बन जाएगा - एक पाइपलाइन के भीतर एक पाइपलाइन। यह आवश्यक डेटा खोने के जोखिम को कम करेगा और पहले से ही अल्फा सेंटॉरी सिस्टम से गुजरने वाले सेलक्राफ्ट को उन लोगों को जानकारी रिले करने की अनुमति देगा जो अभी भी रास्ते में हैं।
कागज में की गई एक अंतिम सिफारिश डॉ। पार्किन ने एक वितरित एल्गोरिथम को शामिल किया था जो अंतरिक्ष यान को अग्रानुक्रम में और स्वायत्तता की एक डिग्री के साथ कार्य करने की अनुमति देगा, प्रत्येक अल्फा सेंटॉरी सिस्टम के एक अलग हिस्से की मैपिंग के लिए जिम्मेदार होगा। डॉ पार्किन इंगित करता है कि यह 'निर्णय-कार्य चक्र' में कटौती करेगा, जो इंटरस्टेलर दूरी पर अविश्वसनीय रूप से धीमा है:
'ऐसा करने के फायदे बहुत बड़े हैं - पहले डेटा के पृथ्वी पर पहुंचने से पहले पूरे सिस्टम को स्काउट और मैप किया जा सकता है। सैद्धांतिक रूप से, पहला नाविक एक दूर के ग्रह को प्रकाश के एक बिंदु के रूप में देख सकता है जो छवियों के बीच चलता है, और उस आधार पर इसकी कक्षा को बाधित करता है ताकि अगला नाविक सतह के विवरण को हल करते हुए, करीब सीमा से गुजरने के लिए पैंतरेबाज़ी कर सके। बाद के नाविक समय के साथ नक्शे बना सकते हैं, सतह की विशेषताओं को ट्रैक कर सकते हैं और सिस्टम में अधिकांश ग्रहों और चंद्रमाओं की खोज कर सकते हैं।
यह सब तोड़ने के लिए, डॉ पार्किन दूर के स्टार सिस्टम के स्वचालित अन्वेषण का संचालन करने वाले सेलक्राफ्ट के एक बेड़े की कल्पना करता है। सिस्टम में प्रवेश करने वाले पहले ग्रहों और चंद्रमाओं के मानचित्रण के लिए जिम्मेदार होंगे, अगली लहर उनकी कक्षाओं की विशेषता होगी, और जो लोग उनका अनुसरण करेंगे वे उन्हें निकट सीमा पर देखेंगे और उनकी सतहों का नक्शा और निगरानी करेंगे।
इस संबंध में, यहां प्रस्तुत अवधारणा इंटरस्टेलर अन्वेषण की सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक को संबोधित करती है, जो कि इतनी बड़ी दूरी पर जांच के साथ संचार करने की कठिनाई है। प्रोफेसर अब्राहम लोएब के रूप में - हार्वर्ड विश्वविद्यालय में फ्रैंक बी बेयर्ड जूनियर विज्ञान के प्रोफेसर और ब्रेकथ्रू स्टारशॉट सलाहकार समिति के अध्यक्ष - ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'केविन के पेपर पते का संचार लिंक स्टारशॉट कार्यक्रम के लिए सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है। निकटतम तारे की विशाल दूरी, 4.24 प्रकाश-वर्ष, और संचरण की कम शक्ति, एक फीके संकेत और इसलिए पृथ्वी पर एक बड़े रिसीवर का अर्थ है। वास्तविक समय में अंतरिक्ष यान को आदेश भेजने का कोई अवसर नहीं है क्योंकि प्रकाश संकेतों की सबसे छोटी दो-तरफा यात्रा में 8.48 वर्ष लगेंगे।
अंत में, डॉ. पार्किन ने इस ज्वलंत प्रश्न को संबोधित किया कि इस प्रकृति की एक परियोजना को साकार करने से पहले क्या होना चाहिए। जबकि पेपर संचार की चुनौती के लिए कई रचनात्मक समाधान प्रस्तुत करता है, जो सबसे व्यापक मुद्दों में से एक है।स्टारशॉटतथ्य यह है कि इसे लागत-प्रभावशीलता के दायरे में लाने के लिए भविष्य की प्रगति और नवाचार आवश्यक हैं।
'यहाँ वर्णित एक नाविक की पूरी क्षमताओं का एहसास करने में सौ साल लग सकते हैं, या यह आने वाले कुछ दशकों में व्यावसायिक रूप से संचालित अनुसंधान का एक उपोत्पाद हो सकता है,' उन्होंने कहा। 'माइक्रोवेव चरणबद्ध सरणी 50 वर्षों से उपयोग में हैं, लेकिन ऑप्टिकल चरणबद्ध सरणी अभी तक यहां नहीं हैं और सिरेमिक सेल में एकीकृत करने के लिए बहुत सारे काम करेंगे। इंटरस्टेलर माध्यम से बिजली उत्पादन यकीनन स्टारशॉट के लिए अद्वितीय है और इसके लिए शोध की आवश्यकता है, लेकिन लाभ यह है कि डाउनलिंक के लिए उपलब्ध शक्ति अन्यथा संभव से अधिक परिमाण के आदेश हैं।
फिर से, इंटरस्टेलर या गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए कोई भी और सभी अवधारणाएं चुनौतियों का हिस्सा पेश करती हैं, उनमें से कुछ विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हैं। और कई अन्य तकनीकी बाधाओं की तरह जिसका सामना करना पड़ रहा हैस्टारशॉटटीम, इन चुनौतियों में रचनात्मक और अभिनव समाधानों को प्रेरित करने का एक तरीका है। इस बीच, हम केवल प्रतीक्षा कर सकते हैं और आशा करते हैं कि प्रगति होगी और नए अवसर पैदा होंगे।
डॉ. पार्किन के पिछले अध्ययनों में 2018 का अध्ययन शामिल है, ' ब्रेकथ्रू स्टारशॉट सिस्टम मॉडल , 'जो में दिखाई दियाएस्ट्रोनॉटिक्स एक्ट. यह पत्र वर्णन करता हैस्टारशॉटमिशन और अवधारणा के बारे में विस्तार से बताया और यह न केवल इंटरस्टेलर डोमेन में बल्कि सौर मंडल के भीतर भी मानव अन्वेषण को कैसे लाभ पहुंचाएगा।
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