पर 19 अक्टूबर, 2017 , खगोलविद यह जानकर चकित रह गए कि एक इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट ('ओउमुआमुआ' नाम) ने सौर मंडल से बाहर निकलते समय पृथ्वी से उड़ान भरी थी। वर्षों बाद, खगोलविद अभी भी इस बात पर बहस कर रहे हैं कि यह वस्तु क्या थी - a धूमकेतु का टुकड़ा , प्रति हाइड्रोजन हिमखंड , या एक अलौकिक सौर सेल ? और क्या है का आगमन 2I / बोरिसोव दो साल बाद दिखाया कि कैसे इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट (आईएसओ) नियमित रूप से हमारे सौर मंडल में प्रवेश करते हैं (कुछ तो रहते भी हैं!)
यह आश्चर्य की बात नहीं है कि ऐसे मिशनों को डिजाइन करने के लिए प्रस्ताव क्यों हैं जो अगली बार किसी इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट के साथ मिल सकते हैं। ऐसा ही एक मिशन है प्रोजेक्ट लाइरा , शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित एक अवधारणा इंटरस्टेलर स्टडीज के लिए पहल (i4is)। हाल ही में, I4IS के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक श्वेत पत्र का मसौदा तैयार किया, जिसे प्रस्तुत किया गया था 2023-2032 ग्रह विज्ञान और खगोल जीव विज्ञान दशकीय सर्वेक्षण .
कागज के पीछे की टीम, जिसका शीर्षक है ' इंटरस्टेलर अब! आस-पास के इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट्स के लिए मिशन और नमूना रिटर्न ' का नेतृत्व i4is के एंड्रियास हेन और मार्शल यूबैंक्स ने किया था और अंतरिक्ष पहल इंक . वे के सहयोगियों द्वारा शामिल हुए थे पेरिस वेधशाला , NS फ्लोरिडा प्रौद्योगिकी संस्थान (एफआईटी), सिद्धांत और संगणना संस्थान (आईटीसी), म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय (टीयूएम) और एप्लाइड साइंसेज के एफएच आचेन विश्वविद्यालय .
एक ग्रह की सतह पर उत्पन्न रेडियो बीम (लाल) द्वारा संचालित प्रकाश-पाल का एक कलाकार का चित्रण। श्रेय: एम. वीस/सीएफए
2005 और 2008 के नासा प्राधिकरण अधिनियमों द्वारा स्थापित, राष्ट्रीय अकादमियां अंतरिक्ष-आधारित मिशनों, जमीन-आधारित सुविधाओं, बुनियादी ढांचे, और सहायक अनुसंधान के प्रस्तावों की समीक्षा करने के उद्देश्य से दशकीय सर्वेक्षण करना शुरू किया, जो आने वाले दशक में अंतरिक्ष अन्वेषण और ग्रह विज्ञान के कारण को आगे बढ़ाने में मदद करेगा।
2023 - 2032 का दशकीय सर्वेक्षण एक महत्वपूर्ण घटना होने की उम्मीद है, मिशन के प्रस्तावों के साथ जो हमें उस ब्रह्मांड के बारे में और अधिक जानने की अनुमति देगा जिसमें हम रहते हैं। अभी एक विशेष रूप से गर्म विषय एक्सोप्लैनेट है, जिसके अध्ययन में विस्फोट हुआ है हाल के वर्षों में। अब तक, 4,201 पुष्टि की गई है, पिछले दशक के भीतर विशाल बहुमत, जबकि अन्य 5,481 उम्मीदवार पुष्टि की प्रतीक्षा करें।
जैसा कि हेन और उनके सहयोगियों ने अपने पेपर में संकेत दिया है, आने वाले वर्षों में अगली पीढ़ी के जमीन-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों की शुरूआत खगोलविदों को अवसर प्रदान करेगी। प्रत्यक्ष छवि एक्सोप्लैनेट और अपने वातावरण को पहले की तरह चित्रित करें। दुर्भाग्य से, दूर के ग्रहों में वास्तव में गहरी अंतर्दृष्टि प्राप्त करना और यह निर्धारित करना कि क्या जीवन वास्तव में वहां पनपता है, इसके लिए आवश्यक है कि हम उनका बारीकी से अध्ययन करें।
पहले इंटरस्टेलर क्षुद्रग्रह/धूमकेतु, 'ओउमुआमुआ' की कलाकार की छाप। इस अनूठी वस्तु की खोज 19 अक्टूबर 2017 को हवाई में पैन-स्टार्स 1 टेलीस्कोप द्वारा की गई थी। क्रेडिट: ईएसओ/एम. कोर्नमेसेर
काश, अन्य स्टार सिस्टम को मिशन भेजना बेहद महंगा और समय लेने वाला होता। जैसा कि एंड्रिया हेन और उनके सहयोगियों ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स-टुडे को समझाया:
'पृथ्वी से एक्सोप्लैनेट को देखने से भविष्य में निश्चित रूप से सुधार होगा और हम यह कहने में सक्षम हो सकते हैं कि क्या उन पर जीवन के कुछ रूप मौजूद हैं। लेकिन यह वहां जाने और उन्हें करीब से देखने का विकल्प नहीं होगा। मुख्य सीमा यह है कि एक्सोप्लैनेटरी सिस्टम अविश्वसनीय रूप से बहुत दूर हैं।
'अगला तारकीय प्रणाली, अल्फा सेंटॉरी प्रणाली 4.3 प्रकाश-वर्ष दूर है ... अब, सबसे दूर की वस्तु जिसे मानवता ने कभी गहरे अंतरिक्ष में भेजा है, वोयाजर जांच, वर्तमान में उस दूरी का लगभग 0.06% दूर है। वहां जाने के लिए हमें कुछ नई सफलता प्रौद्योगिकी की जरूरत है।'
ऐसा ही एक विचार है निर्णायक स्टारशॉट , एक लाइटसेल और एक शक्तिशाली लेजर सरणी का उपयोग करके अल्फा सेंटॉरी को एक छोटा अंतरिक्ष यान भेजने का प्रस्ताव। प्रो मनस्वी लिंगम - एफआईटी में एक सहायक प्रोफेसर, आईटीसी के साथ एक शोधकर्ता, और कागज पर एक सह-लेखक - ने इस विषय पर कई अध्ययनों के साथ-साथ सह-लेखन किया है प्रो. अब्राहम लोएब (आईटीसी के संस्थापक और ब्रेकथ्रू स्टारशॉट सलाहकार समिति के अध्यक्ष)।
हालांकि, जैसा कि लिंगम, हेन और उनके सहयोगियों ने समझाया, हाल के अनुमानों के अनुसार, इस प्रकार के अंतरिक्ष यान 2050 के दशक में किसी समय तक लॉन्च नहीं होने जा रहे हैं। लगभग 20 वर्षों के यात्रा समय के साथ, इसका मतलब है कि इनसे प्राप्त होने वाला सबसे पहला डेटा 2070 के दशक तक जांच नहीं करेगा। और प्रोब और उनके उपकरणों के आकार को देखते हुए, डेटा सीमित होने की संभावना है।
इंटरस्टेलर धूमकेतु C/2019 Q4 बोरिसोव के कलाकार की छाप। श्रेय: एनआरएओ/एयूआई/एनएसएफ, एस. डैग्नेलो
हालांकि, हमारे सौर मंडल में आईएसओ की उपस्थिति उपरोक्त चुनौतियों और सीमाओं को सहन किए बिना एक्स्ट्रासोलर ग्रहों और उनके सिस्टम का अध्ययन करने का एक साधन प्रदान करती है। अपने पेपर में, हेन और उनके सहयोगियों ने विश्लेषणों की एक श्रृंखला के माध्यम से दिखाया कि अंतरिक्ष यान के साथ इन वस्तुओं का दौरा करना क्योंकि वे सौर मंडल से गुजरते हैं, पूरी तरह से संभव है।
उनके विश्लेषण मूल रूप से सामने रखे गए तर्कों को दोहराते हैं 2017 'ओउमुआमुआ' के तुरंत बाद सौर मंडल के माध्यम से पारित किया, और फिर से 2019 2I/Borisov . के आगमन के साथ . इन अध्ययनों में, i4is टीम ने प्रस्तावित किया, उदाहरण के लिए, कैसे एक मिशन अवधारणा में समान हैस्टारशॉट(जाना जाता हैप्रोजेक्ट लाइरा) भविष्य के आईएसओ को इंटरसेप्ट कर सकता है और इसकी बारीकी से जांच कर सकता है। जैसा कि हेन और उनके सहयोगियों ने सचित्र किया:
'आईएसओ में जाने का मूल सिद्धांत है: यदि नबी पहाड़ पर नहीं जा सकता, तो पहाड़ को नबी के पास आने दो। आईएसओ ऐसी वस्तुएं हैं जिन्हें विभिन्न कारणों से एक्सोप्लैनेटरी सिस्टम से निकाल दिया गया हो सकता है और वे हमारे सौर मंडल के माध्यम से उड़ रहे हैं। आईएसओ 'गहरे स्वर्ग से मन्ना' की तरह हैं। यह एक यात्रा चिड़ियाघर के बराबर है। आप इन वस्तुओं की एक विशाल विविधता को उनके मूल के स्टार सिस्टम में जाने की आवश्यकता के बिना बहुत अलग मूल से देख सकते हैं और देख सकते हैं। ”
अपने पेपर में, टीम ने तीन प्रकार के मिशन प्रोफाइल की खोज की जिन्हें आज की तकनीक का उपयोग करके माउंट किया जा सकता है। इनमें फ्लाईबी, मिलन स्थल और नमूना वापसी मिशन शामिल थे। फ्लाईबाई के संदर्भ में, जो कि के समान होगा नये क्षितिज के अंतरिक्ष यान के साथ प्रदर्शन किया प्लूटो तथा अरोकोथो , अंतरिक्ष यान धीमा नहीं होगा और छवियों और डेटा को इकट्ठा करेगा क्योंकि यह आईएसओ से पहले उड़ गया था।
भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन के चंद्रयान -1 मिशन पर नासा के मून मिनरलॉजी मैपर द्वारा चंद्रमा की सतह की निकट-अवरक्त छवि। श्रेय: इसरो/नासा/जेपीएल-कैल्टेक/ब्राउन यूनिवर्सिटी/यूएसजीएस
हालांकि, वे एक प्रभावक के लिए भत्ते भी बनाते हैं, एक छोटी उप-जांच जो एक प्लम बनाने के लिए शरीर में दुर्घटनाग्रस्त हो जाती है जिसे अंतरिक्ष यान द्वारा एकत्र और अध्ययन किया जा सकता है। एक स्पेक्ट्रोमीटर के प्रभाव से उत्पन्न इन कणों या प्रकाश की जांच करने से इसकी संरचना के बारे में रहस्य सामने आएंगे। यह वैसा ही है जैसा नासा और भारत ने अपने साथ किया था लूनर क्रेटर ऑब्जर्वेशन एंड सेंसिंग सैटेलाइट (एलसीआरओएसएस) और चंद्रयान-1 जांच।
इसके बाद, एक मिलनसार मिशन की संभावना है, जिसे टीम इंगित करती है कि तकनीकी दृष्टिकोण से अधिक चुनौतीपूर्ण है, लेकिन कई वैज्ञानिक लाभ प्रदान करता है। टीम ने कहा:
'एक मिलनसार मिशन अधिक परिष्कृत है, क्योंकि इसके लिए अंतरिक्ष यान को आईएसओ की कक्षा में उतरने या कक्षा में लाने की आवश्यकता होती है ... एक मिलनसार मिशन का यह फायदा है कि अंतरिक्ष यान के पास वस्तु का निरीक्षण करने के लिए अधिक समय होता है। यह अपनी सतह से नमूने एकत्र कर सकता है और विभिन्न कोणों से तस्वीरें ले सकता है।”
अंत में, एक नमूना-वापसी मिशन की संभावना है, जो पिछले दो दशकों में शुरू किए गए कई मिशनों से प्रौद्योगिकियों और विशेषज्ञता का लाभ उठाएगा। इसमें नासा के स्टारडस्ट धूमकेतु नमूना-वापसी मिशन - धूमकेतु (जंगली 2) के साथ अपनी तरह का पहला मिशन और 2006 तक पृथ्वी पर नमूने लौटाए - और हाल ही में ओसीरसि-रेक्स तथा हायाबुसा / हायाबुसा2 मिशन।
चंद्रमा, मंगल और सौर मंडल के अन्य गंतव्यों की यात्रा करने वाले एक द्विमॉडल परमाणु रॉकेट की कलाकार की अवधारणा। क्रेडिट: नासा
हेन और उनके सहयोगियों ने यह भी बताया कि मौजूदा तकनीकों का उपयोग करके आईएसओ के मिशन को कैसे संभव होने का फायदा है। विशिष्ट उदाहरणों में स्पेसएक्स जैसे लॉन्च वाहन शामिल हैं फाल्कन हेवी , नासा द्वारा उपयोग की जाने वाली हीटशील्ड तकनीक पार्कर सोलर प्रोब , और मानक रासायनिक प्रणोदक। लिंगम ने कहा, यह सिर्फ हिमशैल का सिरा है, क्योंकि ऐसी कई प्रौद्योगिकियां हैं जो वर्तमान में उपयोग में नहीं हैं, लेकिन फिर भी संभव हैं:
'हमारे पेपर में तीन व्यापक वर्ग की तकनीकों का वर्णन किया गया है। पहला अच्छा 'पुराने जमाने के रासायनिक रॉकेट हैं, लेकिन वे मुख्य रूप से फ्लाईबाई मिशनों के लिए उपयुक्त हैं, जिनसे अपेक्षाकृत सीमित वैज्ञानिक जानकारी प्राप्त करने का अनुमान है। दूसरा है सौर विद्युत प्रणोदन , जो इन-सीटू विश्लेषण की अनुमति देने वाले मिलनसार मिशनों के लिए अधिक सुविधाजनक है। तीसरा अभी तक पूरी तरह से महसूस नहीं किया गया है - परमाणु थर्मल प्रणोदन - हालांकि यह मौजूदा तकनीक की पहुंच में बना हुआ है। इसका वास्तविक आकर्षण इस उम्मीद से उपजा है कि यह पृथ्वी पर नमूना वापसी मिशन की अनुमति दे सकता है।'
एक छोटी सी चेतावनी यह है कि खगोलविदों को यह निर्धारित करने में बहुत कठिन समय लगेगा कि आईएसओ मूल रूप से उनके प्रक्षेपवक्र में गड़बड़ी के परिणामस्वरूप कहां से आया था। यह इस तथ्य से भी सीमित है कि हमारे द्वारा माउंट किए जाने वाले किसी भी मिशन को उन वस्तुओं तक सीमित रखा जाएगा जो उनके सिस्टम से इस तरह से निकाले गए थे कि भौतिकी के नियम और इंटरस्टेलर माध्यम इसे हमारे सौर मंडल में जमा करने में सक्षम थे।
हालांकि, मुश्किल का मतलब यह नहीं है कि यह असंभव है, जैसा कि शोधकर्ताओं ने दोनों के साथ प्रदर्शित किया है 'प्रथम तथा 2I / बोरिसोव . दोनों आईएसओ से जो देखा गया था, उसके आधार पर, शोधकर्ता उन वातावरणों के प्रकार के बारे में बहुत कुछ बताने में सक्षम थे, जिनके बनने की संभावना है (भले ही वे अपने घरेलू सिस्टम को इंगित करने में असमर्थ हों)।
चुनौतियों और सीमाओं के बावजूद, उनका निरीक्षण करने के लिए मिशन भेजना (और शायद नमूने लौटाना) आईएसओ के बारे में डेटा का खजाना प्रकट करेगा। जैसा कि हेन और उनके सहयोगियों ने संक्षेप में बताया:
'खगोल-भौतिक और खगोल-रासायनिक दृष्टिकोण से, वे हमें उन विभिन्न तंत्रों को समझने में सक्षम करेंगे जिनके द्वारा इन वस्तुओं का निर्माण और निष्कासन होता है, अन्य ग्रह प्रणालियों की रासायनिक संरचना और वे हमारे अपने से कैसे भिन्न होते हैं, आईएसओ गठन का गांगेय इतिहास, और अपनी यात्रा के दौरान अंतरतारकीय माध्यम और गांगेय ब्रह्मांडीय किरणों के साथ आईएसओ की बातचीत। वे इन वस्तुओं में निहित प्रीबायोटिक अणुओं की सूची और प्रचुरता पर भी प्रकाश डालेंगे। अत्यधिक आशावादी परिदृश्य में, वे आणविक बायोसिग्नेचर के रूप में विलुप्त (या मौजूदा) जीवन के निशान भी प्रकट कर सकते हैं।
हेन और उनके सहयोगी अपने मूल्यांकन में शायद ही अकेले हों, यही कारण है कि कई अंतरिक्ष एजेंसियां कम लागत वाली, तेजी से तैनाती अंतरिक्ष यान अवधारणाओं की तलाश में हैं जो आईएसओ के साथ मिल सकती हैं। ऐसी ही एक अवधारणा है ESA's 'धूमकेतु इंटरसेप्टर' , एक 'फास्ट-क्लास' मिशन जिसे अंतरिक्ष में भेजा जा सकता है और हमारे सिस्टम में प्रवेश करने के बाद एक आईएसओ को इंटरसेप्ट करने के लिए तैयार हो सकता है।
इस साल की शुरुआत में, यह घोषणा की गई थी कि नासा इनोवेटिव एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स (NIAC) कार्यक्रम ने MIT की एक टीम को चरण I का वित्तपोषण प्रदान किया था जो a . पर काम कर रही है गतिशील कक्षीय गुलेल . यह विचार के दिमाग की उपज है रिचर्ड लिनारेस , एमआईटी में एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स (एरोएस्ट्रो) विभाग में एक सहायक प्रोफेसर, जिन्होंने इस गुलेल को एक अंतरिक्ष यान को आईएसओ तक पकड़ने देने के तरीके के रूप में प्रस्तावित किया ताकि वे इसका बारीकी से अध्ययन कर सकें।
एक कक्षीय गुलेल की कलाकार की अवधारणा जो एक अंतरिक्ष यान को एक आईएसओ के साथ मिलन करने की अनुमति देगा। क्रेडिट: रिचर्ड लिनारेस, एमआईटी।
इसी तरह के मिशन उन वस्तुओं पर लगाए जा सकते हैं जो हमारे सिस्टम के भीतर परिक्रमा कर रहे हैं, जैसे पिछला अध्ययन ने दिखाया है कि हजारों आईएसओ समय के साथ हमारे सौर मंडल द्वारा कब्जा कर लिए जा सकते थे जो अभी भी यहां हैं। यह भी सुझाव दिया गया है कि वर्तमान में हमारे ब्रह्मांडीय पिछवाड़े में आईएसओ की पहचान की जा सकती है और एक बार अध्ययन किया जा सकता है वेरा रुबिन वेधशाला ऑनलाइन आता है - जिसे पहले the . के नाम से जाना जाता था लार्ज सिनॉप्टिक सर्वे टेलिस्कोप (एलएसएसटी)।
इस शोध के लिए भुगतान अन्य स्टार सिस्टम की तरह की स्थिति सीखने से परे है। यदि सिद्धांतों के बारे में गेलेक्टिक पैनस्पर्मिया अंतरतारकीय वस्तुओं के माध्यम से सत्य हैं, हम खोज सकते हैं कि जीवन (या इसे शुरू करने के लिए आवश्यक सामग्री) कैसा है पूरे आकाशगंगा में ले जाया गया . यदि कोई वस्तु हमें इंटरस्टेलर जांच के रूप में मिलती है, तो आईएसओ के लिए मिशन अंततः सदियों पुराने ज्वलंत प्रश्न को हल करेगा: ' क्या हम ब्रह्मांड में अकेले हैं? '
अगले दशक को देखते हुए, यह स्पष्ट है कि हम सौर मंडल, एक्सोप्लैनेट, हमारी आकाशगंगा और समग्र रूप से ब्रह्मांड के बारे में बहुत कुछ सीखने के लिए खड़े हैं। अगली पीढ़ी की वेधशालाओं, रोबोटिक अंतरिक्ष यान और मानवता की चंद्रमा पर लंबे समय से प्रतीक्षित वापसी के लिए धन्यवाद, ब्रह्मांड के बारे में हमारे ज्ञान और उसमें हमारे स्थान को विकसित करने के अवसरों की कोई कमी नहीं है।
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