मंगल की खोज और उपनिवेश बनाने का विचार आज की तुलना में अधिक जीवंत कभी नहीं रहा। अगले दो दशकों के भीतर, लाल ग्रह पर चालक दल के मिशन भेजने की कई योजनाएँ हैं, और यहाँ तक कि वहाँ एक स्थायी बस्ती का निर्माण शुरू करने के लिए कुछ अत्यधिक महत्वाकांक्षी योजनाएँ भी हैं। उत्साह के बावजूद, ऐसी कई महत्वपूर्ण चुनौतियाँ हैं जिन्हें इस तरह के किसी भी प्रयास को करने से पहले संबोधित करने की आवश्यकता है।
ये चुनौतियाँ - जिनमें मानव शरीर पर कम-गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव, विकिरण और पृथ्वी से दूर होने का मनोवैज्ञानिक प्रभाव शामिल हैं - स्थायी ठिकानों से निपटने के दौरान और अधिक स्पष्ट हो जाती हैं। इसे संबोधित करने के लिए, सिविल इंजीनियर मार्को पेरोनी ने एक प्रस्ताव पेश किया मॉड्यूलर मार्टियन बेस (और इसे वितरित करने के लिए एक अंतरिक्ष यान) जो कृत्रिम विकिरण परिरक्षण के साथ अपने निवासियों की रक्षा करते हुए मंगल ग्रह के उपनिवेशीकरण की अनुमति देगा।
पेरोनी ने इस प्रस्ताव को प्रस्तुत किया 2018 अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स (एआईएए) स्पेस एंड एस्ट्रोनॉटिक्स फोरम एंड एक्सपोजीशन , जो ऑरलैंडो, फ़्लोरिडा में 17 से 19 सितंबर तक हुआ था। प्रस्तुति कई में से एक थी जो बुधवार, 19 सितंबर को हुई थी, जिसका विषय 'मंगल मिशन आर्किटेक्चर' था।
एक समय में, मंगल के पास पृथ्वी के समान एक चुंबकीय क्षेत्र था, जो उसके वायुमंडल को छीनने से रोकता था। क्रेडिट: नासा
सीधे शब्दों में कहें तो, मंगल ग्रह (या सौर मंडल में कहीं भी) को उपनिवेश बनाने का विचार कई चुनौतियों को प्रस्तुत करता है - शारीरिक और मनोवैज्ञानिक दोनों। लाल ग्रह के मामले में, इनमें इसका पतला और सांस न लेने योग्य वातावरण, इसका बहुत ठंडा वातावरण और यह तथ्य शामिल है कि इसका कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है। यह आखिरी वस्तु है जो विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है क्योंकि भविष्य के उपनिवेशवादियों को काफी मात्रा में विकिरण से बचाने की आवश्यकता होगी।
संक्षेप में, पृथ्वी पर एक मानव के संपर्क में आने वाली विकिरण की औसत मात्रा एक वर्ष में लगभग 3.6 मिलीसेवर्ट (mSv) होती है, जो पृथ्वी के घने वातावरण और सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र के लिए धन्यवाद है। स्वाभाविक रूप से, इसका मतलब है कि अंतरिक्ष यात्री और पृथ्वी से बाहर जाने वाले लोगों को अत्यधिक मात्रा में सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के संपर्क में लाया जाता है।
अंतरिक्ष यात्री के स्वास्थ्य और सुरक्षा को सुनिश्चित करने के लिए, नासा ने एक अंतरिक्ष यात्री के जीवन के दौरान प्रति वर्ष 500 mSv या 2000 से 4000 mSv (उम्र और लिंग के आधार पर) की ऊपरी सीमा स्थापित की है। हालांकि, पेरोनी का अनुमान है कि वे घर के अंदर कितना समय बिताते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, एक मंगल ग्रह के निवासी के विकिरण की औसत मात्रा प्रति वर्ष लगभग 740 mSv होगी। जैसा कि पेरोनी ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को समझाया:
'एक प्रभावी परिरक्षण के लिए सामग्री की मात्रा तब बहुत अधिक हो सकती है जो अधिकांश एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए व्यावहारिक है। उदाहरण के लिए, ISS की एल्युमीनियम की दीवारें लगभग 7 मिमी मोटी हैं और LEO में प्रभावी हैं, लेकिन यह संभावना नहीं है कि ऐसी ढालें इंटरप्लेनेटरी स्पेस में पर्याप्त होंगी, जहां वे अवशोषित होने वाली खुराक को तब तक बढ़ा सकते हैं जब तक कि काफी मोटी न हो जाए।
कृत्रिम चुंबकीय परिरक्षण प्रदान करने वाले उपकरण के बारे में कलाकार की छाप। श्रेय: मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया
इस खतरे को दूर करने के लिए, पिछले प्रस्तावों ने मंगल की मिट्टी की मोटी परतों के साथ आधार बनाने की सिफारिश की है - कुछ मामलों में, एक कठोर सिरेमिक बाहरी दीवार बनाने के लिए सिंटरिंग और 3 डी प्रिंटिंग पर निर्भर - और सौर तूफान की स्थिति में आपातकालीन आश्रय। अन्य प्रस्तावों ने प्राकृतिक परिरक्षण प्रदान करने के लिए स्थिर लावा ट्यूबों में आधार बनाने का सुझाव दिया है। लेकिन जैसा कि पेरोनी ने संकेत दिया था, ये खतरों का अपना हिस्सा पेश करते हैं।
इनमें प्रभावी ढाल की दीवारें बनाने के लिए आवश्यक सामग्री की मात्रा और क्लौस्ट्रफ़ोबिया का खतरा शामिल है। जैसा कि उन्होंने समझाया:
'नासा के एक अध्ययन में पाया गया कि एक बड़े अंतरिक्ष स्टेशन या आवास के लिए 4 टी/एम . के परिरक्षण की आवश्यकता होती है2मंगल ग्रह के रेजोलिथ का (यह देखते हुए कि इसका घनत्व 1,000 किग्रा / मी . के बीच है)3सतह पर 2,000 किग्रा/m . तक3कुछ सेमी की गहराई पर, यह 2 मीटर या उससे कम की मोटाई के अनुरूप होता है यदि सामग्री को लेज़र द्वारा [लेज़र द्वारा] सिंटर्ड किया जाता है), 2.5 mSv / y की प्रभावी खुराक दर प्राप्त करने के लिए ...
'एक भूमिगत आश्रय का उपयोग सोने के क्वार्टर के रूप में भी किया जा सकता है और उन सभी गतिविधियों के लिए जिसमें बाहर देखने की कोई आवश्यकता नहीं है (जैसे वीडियो देखना या अन्य मनोरंजन का आनंद लेना), लेकिन हमेशा भूमिगत संरचनाओं में रहना मनोवैज्ञानिक स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकता है उपनिवेशवादियों (क्लॉस्ट्रोफ़ोबिया) की, चौकी के बाहर (ईवीए कार्यों को करने में कठिनाइयाँ) दूरियों का आकलन करने की उनकी क्षमता को भी कम कर देता है और विशेष रूप से खराब हो सकता है यदि चौकी की गतिविधियों में से एक अंतरिक्ष पर्यटन है। एक अन्य समस्या ग्रीनहाउस का निर्माण है, जो पौधों के जैविक तंत्र को शक्ति प्रदान करने के लिए सूर्य से प्रकाश को प्रवेश करने देना चाहिए।
अंतरिक्ष यान के केंद्रीय कोर की कलाकार की छाप, जिसके चारों ओर परिवहन के लिए मॉड्यूल संलग्न किए जाएंगे। श्रेय: मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया
एक विकल्प के रूप में, पेरोनी एक आधार के लिए एक डिजाइन का सुझाव देता है जो मंगल ग्रह के परिदृश्य तक पहुंच को अधिकतम करते हुए अपना स्वयं का परिरक्षण प्रदान करेगा। इस आधार को गोले के आकार के कोर (लगभग 300 मीटर (984 फीट) व्यास) के साथ एक जहाज पर मंगल ग्रह पर ले जाया जाएगा, जिसके चारों ओर हेक्सागोनल बेस मॉड्यूल की व्यवस्था की जाएगी। वैकल्पिक रूप से, पेरोनी और उनके सहयोगी मॉड्यूल को रखने के लिए एक बेलनाकार कोर बनाने की सलाह देते हैं।
यह अंतरिक्ष यान पृथ्वी (या सीआईएस-चंद्र कक्षा) से मॉड्यूल और निवासियों को परिवहन करेगा और कॉलोनी की रक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले उसी प्रकार के कृत्रिम चुंबकीय ढाल द्वारा संरक्षित किया जाएगा। यह विद्युत केबलों की एक श्रृंखला द्वारा उत्पन्न होगा जो जहाज की संरचना को कवर करेगा। यात्रा के दौरान, अंतरिक्ष यान भी अपनी केंद्रीय धुरी के चारों ओर 1.5 चक्कर प्रति मिनट की दर से घूमेगा ताकि लगभग 0.8 ग्राम गुरुत्वाकर्षण बल उत्पन्न हो सके।
यह सुनिश्चित करेगा कि अंतरिक्ष यात्री माइक्रोग्रैविटी के संपर्क के अपक्षयी प्रभावों से पीड़ित हुए बिना मंगल के चारों ओर कक्षा में पहुंचे - जिसमें मांसपेशियों और हड्डियों के घनत्व में कमी, समझौता दृष्टि, कम प्रतिरक्षा प्रणाली और अंग कार्य शामिल हैं। जैसा कि पेरोनी ने समझाया:
'यात्रा क्षेत्र' की सीमा पर राउंडट्रिप के दौरान कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण उत्पन्न करने के लिए अंतरिक्ष पोत की यात्रा और समकालीन घूर्णन दोनों के लिए आवश्यक प्रणोदन प्रणाली होगी। इन अंतरिक्ष यान को मॉड्यूल की संरचना के साथ जहाज के लोड-असर तत्वों को बेहतर ढंग से एकीकृत करने के लिए विकसित किया गया है। गोले की असर संरचना, जो पोत के शरीर का गठन करती है, एक हेक्सागोनल और पंचकोणीय डायग्रिड द्वारा बनाई जाती है और इसलिए मॉड्यूल को जोड़ना और एकत्र करना आसान होता है, जिसमें समान आकार होते हैं।
अंतरिक्ष यान की कलाकार की छाप जो मॉड्यूलर बेस को मंगल पर ले जाएगी। श्रेय: मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया
एक बार मंगल ग्रह की कक्षा में, जहाज-गोला घूमना बंद कर देगा ताकि प्रत्येक तत्व अलग हो सके और मंगल की सतह पर उतरना शुरू हो सके, पैराशूट, थ्रस्टर्स और वायु प्रतिरोध की एक प्रणाली का उपयोग करके धीमा और जमीन पर उतरना शुरू हो जाएगा। प्रत्येक मॉड्यूल चार मोटर चालित पैरों से लैस होगा जो उन्हें सतह पर घूमने और अन्य आवास मॉड्यूल के आने के बाद जुड़ने की अनुमति देगा।
धीरे-धीरे, मॉड्यूल खुद को एक टॉरॉयड के आकार के उपकरण के तहत एक गोलाकार विन्यास में व्यवस्थित करेंगे। अंतरिक्ष यान की रक्षा करने वाले की तरह, यह उपकरण उच्च-वोल्टेज विद्युत केबलों से बना होगा जो ब्रह्मांडीय और सौर विकिरण से मॉड्यूल को ढालने के लिए एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। एक अंतरिक्ष यान (जैसे कि स्पेसएक्स का प्रस्तावित बीएफआर) भी जहाज के केंद्रीय कोर से प्रस्थान कर सकता है, जो भविष्य में बसने वालों को ग्रह पर ले जाएगा।
अपनी अवधारणा की प्रभावशीलता को निर्धारित करने के लिए, पेरोनी और उनके सहयोगियों ने एक पैमाने मॉडल (नीचे दिखाया गया) का उपयोग करके संख्यात्मक गणना और प्रयोगशाला प्रयोग किए। इससे, उन्होंने निर्धारित किया कि उपकरण 4/5 टेस्ला के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करने में सक्षम था, जो निवासियों को हानिकारक ब्रह्मांडीय किरणों से सुरक्षित रखने के लिए पर्याप्त है।
टॉरॉयड के आकार के विद्युत उपकरण के लिए स्केल मॉडल जो एक मंगल ग्रह के आधार को चुंबकीय परिरक्षण प्रदान करेगा। श्रेय: मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया
उसी समय, उपकरण ने तंत्र के अंदर लगभग एक शून्य चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न किया, जिसका अर्थ है कि यह निवासियों को किसी भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण के संपर्क में नहीं लाएगा - और इसलिए उनके लिए कोई खतरा नहीं प्रस्तुत करता है। पेरोनी के प्रस्ताव के अनुसार, प्रत्येक मॉड्यूल षट्भुज के आकार का होगा, जिसका व्यास 20 मीटर (65.6 फीट) होगा, और इसमें रहने योग्य स्थान बनाने के लिए पर्याप्त ऊर्ध्वाधर कमरा होगा।
प्रत्येक मॉड्यूल जमीन से लगभग 5 मीटर (16.5 फीट) ऊपर (अपने मोटर चालित पैरों का उपयोग करके) उठाएगा ताकि रेत के तूफान के दौरान मंगल ग्रह की हवा को चलाने की अनुमति मिल सके और मॉड्यूल के चारों ओर रेत के संचय को रोका जा सके। यह सुनिश्चित करेगा कि मॉड्यूल के अंदर से दृश्य, पेरोनी के डिजाइन का एक प्रमुख घटक, अबाधित होगा।
वास्तव में, पेरोनी का प्रस्ताव खिड़कियों और आकाश वाल्टों के माध्यम से आसपास के परिदृश्य के लिए जितना संभव हो सके आधार को खोलने के लिए कहता है, जो निवासियों को पर्यावरण से अधिक निकटता से जुड़ा हुआ महसूस करेगा और अलगाव और क्लॉस्ट्रोफोबिया की भावनाओं को रोक देगा। प्रत्येक मॉड्यूल का वजन पृथ्वी पर अनुमानित 40-50 मीट्रिक टन (44-55 यूएस टन) होगा - जो कि मंगल ग्रह के गुरुत्वाकर्षण में 15-19 टन (16.5-21 यूएस टन) तक काम करता है।
एकल मंगल ग्रह का निवासी मॉड्यूल के कलाकार की छाप। क्रेडिट: मार्को पेरोनी इंजीनियरिंग
प्रारंभिक भार में से कुछ में वंश के लिए आवश्यक ईंधन शामिल होगा, जो वंश के दौरान बहाया जाएगा और इसका मतलब है कि मंगल की सतह पर पहुंचने के बाद आवास और भी हल्के थे। समान डिजाइनों के साथ, प्रत्येक मॉड्यूल को उनके कार्य के अनुसार विभेदित किया जाएगा, जिनमें से कुछ स्लीपिंग क्वार्टर और अन्य मनोरंजन सुविधाओं, हरित स्थानों, प्रयोगशालाओं, कार्यशालाओं, जल पुनर्चक्रण और स्वच्छता सुविधाओं आदि के रूप में कार्य करेंगे।
अंतिम स्पर्श एक 'तकनीकी धुरी' का निर्माण होगा, जो जमीन के ऊपर बनी एक चलने योग्य सुरंग होगी जहां बैटरी, फोटोवोल्टिक पैनल और छोटे परमाणु रिएक्टर तैनात होंगे। ये आधार की काफी विद्युत आवश्यकताओं को देखेंगे, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति शामिल है। अन्य तत्वों में अन्वेषण वाहनों के साथ-साथ एक खगोलीय वेधशाला के लिए गैरेज और गोदाम शामिल हो सकते हैं।
यह प्रस्ताव कई मायनों में समान है सोलेनॉइड मून-बेस कॉन्सेप्ट कि पेरोनी ने कम से कम एक वर्ष का एआईएए स्पेस एंड एस्ट्रोनॉटिक्स फोरम एंड एक्सपोज़िशन प्रस्तुत किया। इस अवसर पर, पेरोनी ने एक चंद्र आधार का निर्माण करने का प्रस्ताव रखा जिसमें पारदर्शी गुंबद शामिल थे जो उच्च-वोल्टेज केबलों से युक्त टॉरॉयड के आकार की संरचना के अंदर संलग्न होंगे।
मॉड्यूलर बेस के लेआउट की कलाकार की छाप। श्रेय: मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया
दोनों ही मामलों में, प्रस्तावित आवास उनके निवासियों की जरूरतों को सुनिश्चित करने के बारे में हैं - जिसमें न केवल उनकी शारीरिक सुरक्षा बल्कि उनकी मनोवैज्ञानिक भलाई भी शामिल है। भविष्य की ओर देखते हुए, पेरोनी को उम्मीद है कि उनके प्रस्ताव दुनिया से बाहर के ठिकानों के निर्माण की विशेष चुनौतियों पर अधिक चर्चा और शोध को बढ़ावा देंगे। वह इन्हें संबोधित करने के लिए डिज़ाइन की गई और अधिक नवीन अवधारणाओं को देखने की भी उम्मीद करता है।
'यह प्रारंभिक शोध इन सिद्धांतों के भविष्य के विकास और इस योगदान में शामिल विषयों और विषयों पर गहन अध्ययन को प्रोत्साहित कर सकता है, कि क्यों नहीं, भविष्य में [अनुमति] मनुष्यों को लंबे समय तक मंगल ग्रह पर रहने के सपने को साकार करने की अनुमति देगा। भारी धातु के पिंजरों या गहरे रंग की चट्टान की गुफाओं के नीचे बंद हुए बिना, ”उन्होंने कहा।
यह स्पष्ट है कि भविष्य में चंद्रमा, मंगल या उससे आगे की किसी भी बस्ती को बड़े पैमाने पर आत्मनिर्भर होना होगा - अपने स्वयं के भोजन, पानी और निर्माण सामग्री का उत्पादन स्वयं करना होगा। साथ ही, यह प्रक्रिया और दैनिक जीवन की क्रिया प्रौद्योगिकी पर बहुत अधिक निर्भर होगी। आने वाली पीढ़ियों में, मंगल के साबित होने के आधार होने की संभावना है जहां दूसरे ग्रह पर रहने के हमारे तरीकों का परीक्षण और परीक्षण किया जाता है।
इससे पहले कि हम मनुष्यों को लाल ग्रह पर भेजना शुरू करें, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हम अपने सर्वोत्तम तरीकों को आगे बढ़ाएँ। और मार्को पेरोनी इंगेगनेरिया के सौजन्य से, अंतरिक्ष से मंगल ग्रह पर तैनात किए जा रहे मॉड्यूल बेस के इस वीडियो को देखना सुनिश्चित करें:
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