यदि आप एक क्षुद्रग्रह को स्थानांतरित करना चाहते हैं, तो आपको सही प्रकार के परमाणु विस्फोट की आवश्यकता है
किसी क्षुद्रग्रह को विक्षेपित करने या बाधित करने के लिए परमाणु उपकरणों का उपयोग करना। थोड़ा पागल लग रहा है, नहीं? शायद थोड़ा बहुत हॉलीवुड? और फिर भी, ग्रहों की रक्षा के लिए किसी दिन अंतरिक्ष में परमाणु विस्फोट करना आवश्यक हो सकता है। इस पद्धति के प्रभावी होने के लिए, वैज्ञानिकों को सभी विवरणों को पहले से तैयार करने की आवश्यकता है। इसका मतलब है कि क्षुद्रग्रह के द्रव्यमान और प्रक्षेपवक्र के आधार पर यह जानना कि कितना बल आवश्यक होगा।
हाल ही में, के बीच एक शोध सहयोग लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल) और वायु सेना प्रौद्योगिकी संस्थान (AFIT) ने जांच की कि परमाणु विस्फोट का ऊर्जा उत्पादन किसी क्षुद्रग्रह के पथ को कैसे प्रभावित कर सकता है। इसमें उत्पन्न न्यूट्रॉन ऊर्जा को निर्धारित करने के लिए विभिन्न परमाणु प्रतिक्रियाओं (विखंडन या संलयन) का मॉडलिंग शामिल था, जो संभावित रूप से एक नए प्रकार के क्षुद्रग्रह पुनर्निर्देशन मिशन (एआरएम) का मार्ग प्रशस्त कर सकता था।
उनके शोध का वर्णन एक अध्ययन में किया गया है, जिसका शीर्षक है 'क्षुद्रग्रह विक्षेपण प्रदर्शन पर न्यूट्रॉन ऊर्जा का प्रभाव', जिसे हाल ही में पत्रिका में चित्रित किया गया था। एस्ट्रोनॉटिक्स एक्ट . इसके पीछे की टीम का नेतृत्व लांसिंग होरान IV और उनके सहयोगियों ने किया था वायु सेना प्रौद्योगिकी संस्थान (AFIT), जिन्होंने के सहयोग से अनुसंधान का संचालन किया हथियार और जटिल एकीकरण एलएलएनएल में प्रधान निदेशालय।
पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली से गुजरने वाले एक बड़े क्षुद्रग्रह की कलाकार की अवधारणा। श्रेय: जेसन मेजर/लाइट्स इन द डार्क के सौजन्य से ईएसओ/नासा छवियों का संयोजन।
अपने अध्ययन के लिए, टीम ने दो अलग-अलग प्रकार के परमाणु विस्फोटों - विखंडन (एक परमाणु बम) और संलयन (एक थर्मोन्यूक्लियर बम) द्वारा उत्पादित न्यूट्रॉन विकिरण पर ध्यान केंद्रित किया। इसका कारण यह था कि न्यूट्रॉन एक्स-रे की तुलना में अधिक मर्मज्ञ हो सकते हैं, परमाणु विस्फोट द्वारा उत्पन्न विकिरण का दूसरा रूप। इसके अलावा, विभिन्न ऊर्जाओं के न्यूट्रॉन विभिन्न तंत्रों के माध्यम से एक ही पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं।
विक्षेपण बनाम व्यवधान
इन दो प्रकार की परमाणु प्रतिक्रियाओं की साथ-साथ तुलना करके, टीम इस बात का बेहतर विचार प्राप्त करने में सक्षम थी कि ग्रह रक्षा के लिए किस प्रकार की न्यूट्रॉन ऊर्जा बेहतर होगी। अनिवार्य रूप से, जब क्षुद्रग्रह को हराने की बात आती है तो दो विकल्प होते हैं: व्यवधान या विक्षेपण। जैसा कि होरान ने हाल ही में LLNL . में बताया है ख़बर खोलना , व्यवधान में एक क्षुद्रग्रह में इतनी ऊर्जा प्रदान करना शामिल है कि यह कई टुकड़ों में बिखर जाता है:
'इसका मतलब है कि एक न्यूट्रॉन उपज संभावित रूप से अधिक मात्रा में 'क्षुद्रग्रह सतह सामग्री को गर्म कर सकती है, और इसलिए एक्स-रे उपज की तुलना में क्षुद्रग्रहों को विक्षेपित करने के लिए अधिक प्रभावी हो सकती है।'
'पिछले काम में पाया गया कि मूल क्षुद्रग्रह के द्रव्यमान का 99.5 प्रतिशत से अधिक पृथ्वी से चूक जाएगा। इस व्यवधान पथ पर विचार किया जाएगा यदि क्षुद्रग्रह प्रभाव से पहले चेतावनी का समय कम है और/या क्षुद्रग्रह अपेक्षाकृत छोटा है।'
विक्षेपण, इसके विपरीत, एक सामान्य दृष्टिकोण है जिसमें क्षुद्रग्रह को कम मात्रा में ऊर्जा प्रदान करना शामिल है ताकि इसे पाठ्यक्रम से दूर धकेल दिया जा सके - अन्यथा इसे बरकरार रखा जा सके। इसी तरह, परमाणु उपकरणों को विभिन्न ऊर्जा उपज उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां विखंडन विस्फोट किलोटन (केटी) के संदर्भ में मापा जाता है, और संलयन विस्फोट मेगाटन (एमटी) के संदर्भ में मापा जाता है।
सही समय और गणना के साथ, यहां तक कि थोड़ी मात्रा में ऊर्जा भी क्षुद्रग्रह को पहले से अच्छी तरह से विक्षेपित कर सकती है। होरानी के रूप में संक्षेप :
'समय के साथ, प्रभाव से कई वर्षों पहले, यहां तक कि एक मामूली वेग परिवर्तन भी पृथ्वी-लापता दूरी तक जोड़ सकता है। यदि हमारे पास इस प्रकार की प्रतिक्रिया को लागू करने के लिए पर्याप्त चेतावनी समय है, तो आमतौर पर विक्षेपण को सुरक्षित और अधिक 'सुरुचिपूर्ण' विकल्प के रूप में प्राथमिकता दी जा सकती है। यही कारण है कि हमारा काम विक्षेपण पर केंद्रित था।'
नंबर चल रहा है
यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सा विकल्प सबसे अच्छा था, टीम ने अपने शोध को दो प्राथमिक चरणों में विभाजित किया, जिसमें न्यूट्रॉन ऊर्जा जमाव और क्षुद्रग्रह विक्षेपण प्रतिक्रिया शामिल थी। पहला चरण का उपयोग करके आयोजित किया गया था मोंटे कार्लो एन-पार्टिकल (एमसीएनपी) विकिरण-परिवहन कोड, जिसे लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी द्वारा विकसित किया गया था ताकि यह पता लगाया जा सके कि विभिन्न कण ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला पर कैसे व्यवहार करते हैं।
एमसीएनपी का उपयोग करते हुए, टीम ने 300 मीटर (985 फीट) व्यास वाले गोलाकार क्षुद्रग्रह और सिलिकॉन ऑक्साइड (एसआईओओ) से युक्त कई ऊर्जा-जमाव परिदृश्यों पर विचार किया।2) इस क्षुद्रग्रह को सैकड़ों संकेंद्रित गोले और शंकुओं में विभाजित करके सैकड़ों हजारों कोशिकाएँ बनाई गईं। फिर उन्होंने विचार किया कि कैसे विकिरण करने वाले न्यूट्रॉन इस क्षुद्रग्रह पर ऊर्जा जमा करेंगे और इसे इसके पूरे इंटीरियर में कैसे वितरित किया जाएगा।
दूसरा चरण, जो एलएलएनएल के 3डी . पर निर्भर था मनमाना लग्रांगियन-यूलेरियन (एएलई3डी) हाइड्रोडायनामिक्स कोड, यह अनुकरण करना शामिल था कि क्षुद्रग्रह की सामग्री विचाराधीन विभिन्न ऊर्जा जमाओं पर कैसे प्रतिक्रिया देगी। MCNP प्रोफाइल को तब ALE3D क्षुद्रग्रह के साथ आयात और एकीकृत किया गया था और सिमुलेशन का प्रदर्शन किया गया था।
अनुसंधान का प्राथमिक चरण स्थानिक वितरण को निर्धारित करने के लिए एमसीएनपी पर निर्भर करता है जो एक क्षुद्रग्रह पर एक शक्तिशाली न्यूट्रॉन फट जाता है। क्रेडिट: एलएलएनएल
उन्होंने जो पाया वह यह था कि विभिन्न ऊर्जा जमाव प्रोफाइल ने क्षुद्रग्रह की दिशा और वेग में काफी भिन्न परिवर्तन किए, यह दर्शाता है कि यह प्राथमिक कारक है (स्थानिक वितरण के बजाय)। उन्होंने यह भी निष्कर्ष निकाला कि विक्षेपण व्यवधान के लिए बेहतर था और सटीकता और सटीकता सर्वोपरि थी, खासकर जहां बड़े क्षुद्रग्रहों को विक्षेपित करने के लिए उपयोग की जाने वाली बड़ी पैदावार का संबंध था।
होरानी के रूप में संकेत , जबकि बहुत अधिक शोध किया जाना है, उनका काम परमाणु विक्षेपण सिमुलेशन की दिशा में एक कदम है। जब क्षुद्रग्रह शमन मिशन की योजना बनाने का समय आता है, तो इन ऊर्जा मापदंडों को ध्यान में रखने की क्षमता सफलता के लिए सर्वोपरि होगी:
'यह महत्वपूर्ण है कि हम अपने टूलकिट में उपकरणों को अधिकतम करने के लिए सभी क्षुद्रग्रह शमन प्रौद्योगिकियों पर और शोध करें और समझें। कुछ परिदृश्यों में, एक क्षुद्रग्रह को विक्षेपित करने के लिए एक परमाणु उपकरण का उपयोग करने से गैर-परमाणु विकल्पों पर कई फायदे होंगे। वास्तव में, यदि चेतावनी का समय कम है और/या घटना क्षुद्रग्रह बड़ा है, तो एक परमाणु विस्फोटक विक्षेपण और/या व्यवधान के लिए हमारा एकमात्र व्यावहारिक विकल्प हो सकता है।'
यह सहयोगी शोध AFIT में होरान के परमाणु इंजीनियरिंग मास्टर कार्यक्रम के हिस्से के रूप में आयोजित किया गया था। उनके साथ डैरेन ई. हॉलैंड और जेम्स ई. बेविंस, एक शोध सहायक प्रोफेसर और एएफआईटी (क्रमशः) में परमाणु इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर थे। उनके सह-लेखकों में एलएलएनएल के मेगन ब्रुक स्याल और जोसेफ वासेम शामिल थे हथियार और जटिल एकीकरण प्रधान निदेशालय।
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