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लार्ज यूवी ऑप्टिकल इन्फ्रारेड सर्वेयर टेलीस्कोप (LUVOIR)

हम मनुष्यों में ब्रह्मांड को समझने की अतृप्त भूख है। जैसा कि कार्ल सागन ने कहा, 'समझ एक्स्टसी है।' लेकिन ब्रह्मांड को समझने के लिए हमें इसे देखने के बेहतर और बेहतर तरीकों की जरूरत है। और इसका मतलब एक बात है: बड़ी, विशाल, विशाल दूरबीनें।

इस श्रृंखला में हम दुनिया के आगामी सुपर टेलीस्कोप को देखेंगे:

लार्ज यूवी ऑप्टिकल इन्फ्रारेड सर्वेयर टेलीस्कोप (LUVOIR)

ऐसे लोगों की एक पूरी पीढ़ी है जो इनके साथ बड़े हुए हैं हबल स्पेस टेलीस्कॉप से ​​छवियां . न केवल पत्रिकाओं में, बल्कि इंटरनेट पर और YouTube पर भी। लेकिन एक या दो पीढ़ी के भीतर, हबल अपने आप में विचित्र प्रतीत होगा, और हमारे समय की वाटरशेड घटनाएँ, जैसे कि मून लैंडिंग, एक असंभव रूप से दूर के समय के सिर्फ काले और सफेद अवशेष होंगे। अगली पीढ़ियों को सुपर टेलीस्कोप से उत्पन्न छवियों और खोजों का एक स्थिर आहार खिलाया जाएगा। और यह पढ़ना उन 'स्कोप' के बीच सामने और केंद्र होगा।

यदि आपने अभी तक LUVOIR के बारे में नहीं सुना है, तो यह समझ में आता है; LUVOIR परिभाषित और डिजाइन किए जाने के शुरुआती चरण में है। लेकिन LUVOIR अंतरिक्ष दूरबीनों की अगली पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करता है, और इसकी शक्ति अपने पूर्ववर्ती हबल की शक्ति को कम कर देगी।



LUVOIR (इसका अस्थायी नाम) एक अंतरिक्ष दूरबीन होगा, और यह अपना काम करेगा लाग्रेंज 2 पॉइंट , वही स्थान जहां JWST होगा। L2 अंतरिक्ष दूरबीनों के लिए एक प्राकृतिक स्थान है। LUVOIR के केंद्र में एक 15 मीटर खंड वाला प्राथमिक दर्पण होगा, जो हबल के दर्पण से बहुत बड़ा होगा, जिसका व्यास केवल 2.4 मीटर है। वास्तव में, LUVOIR इतना बड़ा होगा कि हबल इसके केंद्र में छेद के माध्यम से चला सकता है।

सौर मंडल की यह गैर-पैमाने पर छवि LaGrangian बिंदु दिखाती है। LUVOIR JWST के साथ L2 पर एक प्रभामंडल कक्षा में स्थित होगा। चित्र: Xander89 द्वारा - फ़ाइल: Lagrange_points2.svg, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36697081

सौर मंडल की यह गैर-पैमाने पर छवि LaGrangian बिंदु दिखाती है। LUVOIR JWST के साथ L2 पर एक प्रभामंडल कक्षा में स्थित होगा। चित्र: Xander89 द्वारा - फ़ाइल: Lagrange_points2.svg, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36697081



जबकि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप LUVOIR की तुलना में बहुत जल्द संचालन में होगा, और यह अद्भुत काम भी करेगा, यह मुख्य रूप से इन्फ्रारेड में निरीक्षण करेगा। LUVOIR, जैसा कि इसके नाम से स्पष्ट है, हबल की तरह अधिक अवलोकन की एक विस्तृत श्रृंखला होगी। यह अल्ट्रा-वायलेट स्पेक्ट्रम, ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम और इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में देखेगा।

हाल ही में, ब्रैड पीटरसन ने साप्ताहिक स्पेस हैंगआउट पर फ्रेजर कैन के साथ बात की, जहां उन्होंने LUVOIR की योजनाओं की रूपरेखा तैयार की। ब्रैड ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में खगोल विज्ञान के हाल ही में सेवानिवृत्त प्रोफेसर हैं, जहां उन्होंने 9 वर्षों तक खगोल विज्ञान विभाग के अध्यक्ष के रूप में कार्य किया। वह वर्तमान में नासा की सलाहकार परिषद में विज्ञान समिति के अध्यक्ष हैं। पीटरसन स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट में एक विशिष्ट विजिटिंग एस्ट्रोनॉमर भी हैं, और अमेरिकन एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के एस्ट्रोनॉमी सेक्शन के अध्यक्ष हैं।

LUVOIR के लिए विभिन्न डिजाइनों पर चर्चा की गई है, लेकिन जैसा कि पीटरसन ऊपर दिए गए साक्षात्कार में बताते हैं, ऐसा लगता है कि योजना 15 मीटर खंडित दर्पण पर बस गई है। एक 15 मीटर का दर्पण हमारे पास पृथ्वी पर मौजूद किसी भी ऑप्टिकल प्रकाश दूरबीन से बड़ा है, हालांकि तीस मीटर टेलीस्कोप और अन्य जल्द ही बड़े हो जाएंगे।



'जब जमीन पर आधारित दूरबीनों की बात आती है तो खंडित दूरबीन आज की तकनीक है। JWST ने उस तकनीक को अंतरिक्ष में ले लिया है, और LUVOIR खंडित डिजाइन को एक कदम आगे ले जाएगा, ”पीटरसन ने कहा। लेकिन LUVOIR का खंडित डिज़ाइन कई मायनों में JWST से अलग है।

'... LUVOIR खंडित डिज़ाइन को एक कदम आगे ले जाएगा।' — ब्रैड पीटरसन

JWST के दर्पण बेरिलियम से बने होते हैं और सोने से लेपित होते हैं। LUVOIR को समान आकर्षक डिज़ाइन की आवश्यकता नहीं है। लेकिन इसकी अन्य आवश्यकताएं हैं जो खंडित दूरबीन डिजाइन के लिफाफे को आगे बढ़ाएंगी। LUVOIR में सीसीडी सेंसरों की एक विशाल श्रृंखला होगी जिसे संचालित करने के लिए भारी मात्रा में विद्युत शक्ति की आवश्यकता होगी।

बाईं ओर हबल स्पेस टेलीस्कोप में 2.4 मीटर का दर्पण है और जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप में 6.5 मीटर का दर्पण है। LUVOIR, दिखाया नहीं गया, उन दोनों को 15 मीटर के विशाल दर्पण के साथ बौना बना देगा। छवि: नासा

बाईं ओर हबल स्पेस टेलीस्कोप में 2.4 मीटर का दर्पण है और जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप में 6.5 मीटर का दर्पण है। LUVOIR, दिखाया नहीं गया, उन दोनों को 15 मीटर के विशाल दर्पण के साथ बौना बना देगा। छवि: नासा

LUVOIR को JWST की तरह क्रायोजेनिक रूप से ठंडा नहीं किया जाएगा, क्योंकि यह मुख्य रूप से एक इन्फ्रारेड वेधशाला नहीं है। LUVOIR को भी सेवा योग्य बनाने के लिए डिज़ाइन किया जाएगा। वास्तव में, अमेरिकी कांग्रेस को अब सभी अंतरिक्ष दूरबीनों को सेवा योग्य बनाने की आवश्यकता है।

'कांग्रेस ने अनिवार्य किया है कि भविष्य के सभी बड़े अंतरिक्ष दूरबीनों को व्यावहारिक होने पर सेवा योग्य होना चाहिए।' — ब्रैड पीटरसन

LUVOIR को लंबे जीवन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके कई उपकरण बदले जा सकेंगे, और उम्मीद है कि यह अंतरिक्ष में 50 वर्षों तक चलेगा। रोबोट या अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा इसकी सेवा की जाएगी या नहीं, यह निर्धारित नहीं किया गया है। इसे डिजाइन भी किया जा सकता है ताकि सर्विसिंग के लिए इसे L2 से वापस लाया जा सके।

LUVOIR दूसरी दुनिया में जीवन की खोज में योगदान देगा। LUVOIR के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता यह है कि यह दूर के ग्रहों के वायुमंडल पर स्पेक्ट्रोस्कोपी करे। यदि आप स्पेक्ट्रोस्कोपी कर सकते हैं, तो आप रहने की क्षमता निर्धारित कर सकते हैं, और संभावित रूप से, भले ही कोई ग्रह आबाद हो। यह LUVOIR के लिए पहली मुख्य तकनीकी चुनौती है। इस स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए एक शक्तिशाली कोरोनोग्राफ की आवश्यकता होती है जो सितारों के प्रकाश को दबाने के लिए होता है जो कक्षा में एक्सोप्लैनेट होते हैं। LUVOIR का कोरोनोग्राफ 10 बिलियन से 1 के स्टारलाइट दमन के अनुपात के साथ इस पर उत्कृष्ट होगा। इस क्षमता के साथ, LUVOIR केवल बड़े गैस दिग्गजों के बजाय छोटे, स्थलीय एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल पर स्पेक्ट्रोस्कोपी करने में सक्षम होना चाहिए।

'यह दूरबीन उल्लेखनीय होने जा रही है। प्रमुख विज्ञान जो करने में सक्षम होने जा रहा है, वह है आस-पास के सितारों के आसपास रहने योग्य क्षेत्र में ग्रहों की स्पेक्ट्रोस्कोपी। ” — ब्रैड पीटरसन

नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर का यह वीडियो जीवन की खोज के बारे में बात करता है, और कैसे LUVOIR जैसी दूरबीनें खोज में योगदान देंगी। 15:00 अंक पर, डॉ अकी रोबर्ज इस बारे में बात करते हैं कि एक्सोप्लैनेट पर जीवन के संकेतों को खोजने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी कैसे महत्वपूर्ण है, और कैसे LUVOIR उस खोज को एक कदम आगे ले जाएगा।

एक्सोप्लैनेट पर जीवन के संकेतों की खोज के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करना LUVOIR के विज्ञान लक्ष्यों में से एक है।

LUVOIR को अन्य चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है, जिनमें शामिल हैं:

  • ब्रह्मांड में डार्क मैटर के वितरण का मानचित्रण।
  • गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत को अलग करना।
  • इमेजिंग परिस्थितिजन्य डिस्क यह देखने के लिए कि ग्रह कैसे बनते हैं।
  • ब्रह्मांड में पहली तारों की पहचान करना, प्रारंभिक आकाशगंगाओं का अध्ययन करना और पहले ब्लैक होल का पता लगाना।
  • हमारे सौर मंडल में दुनिया की सतह की विशेषताओं का अध्ययन।

इन सभी चुनौतियों से निपटने के लिए, LUVOIR को अन्य तकनीकी बाधाओं को दूर करना होगा। उनमें से एक लंबे एक्सपोजर समय की आवश्यकता है। यह दायरे की स्थिरता पर भारी बाधा डालता है, क्योंकि इसका दर्पण इतना बड़ा है। दर्पण खंडों के लिए सक्रिय समर्थन की एक प्रणाली स्थिरता में मदद करेगी। यह एक विशेषता है जिसे यह अन्य स्थलीय सुपर टेलीस्कोप जैसे के साथ साझा करता है तीस मीटर टेलीस्कोप और यह यूरोपीय अत्यंत बड़ा टेलीस्कोप . उनमें से प्रत्येक में सैकड़ों खंड थे जिन्हें कंप्यूटर के साथ ठीक से नियंत्रित किया जाना था।

एक परिपक्व तारकीय प्रणाली के चारों ओर मलबे की एक परिस्थितिजन्य डिस्क यह संकेत दे सकती है कि पृथ्वी जैसे ग्रह भीतर हैं। ग्रहों को बनते देखने के लिए LUVOIR डिस्क के अंदर देख सकेगा। क्रेडिट: नासा

एक परिपक्व तारकीय प्रणाली के चारों ओर मलबे की एक परिस्थितिजन्य डिस्क यह संकेत दे सकती है कि पृथ्वी जैसे ग्रह भीतर हैं। ग्रहों को बनते देखने के लिए LUVOIR डिस्क के अंदर देख सकेगा।
क्रेडिट: नासा

LUVOIR का निर्माण, और इसे कक्षा में कैसे रखा जाएगा, यह भी महत्वपूर्ण विचार हैं।

पीटरसन के अनुसार, LUVOIR को विकसित किए जा रहे भारी लिफ्ट रॉकेटों में से किसी एक पर लॉन्च किया जा सकता है। NS फाल्कन हेवी के रूप में माना जा रहा है अंतरिक्ष प्रक्षेपण प्रणाली . LUVOIR के अंतिम आकार के आधार पर SLS ब्लॉक 1B ऐसा कर सकता है।

'मुझे एक भारी लिफ्ट वाहन की आवश्यकता होगी।' — ब्रैड पीटरसन

या, LUVOIR को कभी भी अंतरिक्ष में लॉन्च नहीं किया जा सकता है। इसे पूर्व-निर्मित घटकों के साथ अंतरिक्ष में असेंबल किया जा सकता है जो अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन की तरह ही एक बार में लॉन्च किए जाते हैं। इसके कई फायदे हैं।

अंतरिक्ष में असेंबली के साथ, टेलीस्कोप को कक्षा में किसी चीज को लॉन्च करने के लिए लगने वाले जबरदस्त बल का सामना करने के लिए नहीं बनाया जाता है। यह L2 को भेजे जाने से पहले, पूर्ण होने पर परीक्षण की अनुमति भी देता है। एक बार जब 'स्कोप को इकट्ठा और परीक्षण किया गया, तो इसे L2 को पावर देने के लिए एक छोटे आयन प्रोपल्शन इंजन का इस्तेमाल किया जा सकता है।

यह संभव है कि अंतरिक्ष में LUVOIR के निर्माण के लिए बुनियादी ढांचा एक या दो दशक में मौजूद हो। नासा का डीप स्पेस गेटवे सिस-चंद्र अंतरिक्ष में 20 के दशक के मध्य के लिए योजना बनाई गई है। यह गहरे अंतरिक्ष मिशनों के लिए और चंद्र सतह पर मिशन के लिए एक मंचन बिंदु के रूप में कार्य करेगा।

LUVOIR अभी शुरुआती दौर में है। इसके पीछे के लोग इसे हमारे समय की तकनीकी बाधाओं के भीतर अधिक से अधिक विज्ञान लक्ष्यों को पूरा करने के लिए डिजाइन कर रहे हैं। योजना कहीं से शुरू होनी है, और ब्रैड पीटरसन द्वारा प्रस्तुत योजनाएं LUVOIR के पीछे की वर्तमान सोच का प्रतिनिधित्व करती हैं। लेकिन अभी बहुत काम करना बाकी है।

'एक प्रमुख मिशन के चयन से लेकर लॉन्च करने तक का विशिष्ट समय पैमाना 20 साल जैसा होता है।' — ब्रैड पीटरसन

जैसा कि पीटरसन बताते हैं, 2020 के दशक के सर्वेक्षण के दौरान LUVOIR को NASA की सर्वोच्च प्राथमिकता के रूप में चुनना होगा। एक बार ऐसा होने के बाद, मिशन के डिजाइन को वास्तव में तैयार करने के लिए कुछ और वर्षों की आवश्यकता होती है। पीटरसन के अनुसार, 'एक प्रमुख मिशन के चयन से लेकर लॉन्च करने तक का विशिष्ट समय पैमाना 20 साल जैसा होता है।' यह हमें 2030 के दशक के मध्य में संभावित लॉन्च की ओर ले जाता है।

साथ ही, LUVOIR को अधिक उपयुक्त नाम दिया जाएगा। जेम्स वेब, हबल, केप्लर और अन्य सभी के नाम पर महत्वपूर्ण मिशन थे। शायद कार्ल सागन की बारी है।

'द कार्ल सागन स्पेस टेलीस्कोप' में एक अच्छी अंगूठी है, है ना?