लूनर गेटवे एक बुरा विचार है

लूनर गेटवे अवधारणा कला। स्रोत: नासा

जैसा कि कनाडा के लिए मानव अंतरिक्ष अन्वेषण के प्रयास में एक हाथ (या बल्कि, रोबोटिक हाथ) उधार देने के लिए रोमांचक है, लूनर गेटवे परियोजना एक और मृत अंत है। इसके लिए किसी की कोई आवश्यकता नहीं है, और यह न तो कोई वित्तीय और न ही वैज्ञानिक अर्थ देता है।

नासा द्वारा शुरू किया गया लूनर गेटवे, एक छोटा सा अंतरिक्ष स्टेशन है जो चंद्रमा की परिक्रमा करेगा और लोकल अंतरिक्ष में संचालन का समर्थन करेगा। 28 फरवरी को, कनाडाई प्रधान मंत्री जस्टिन ट्रूडो ने घोषणा की कि कनाडा परियोजना के लिए औपचारिक रूप से प्रतिबद्ध होने वाला पहला राष्ट्र होगा। हालांकि, अगर लक्ष्य को अंतरिक्ष में मानव पहुंच का विस्तार करना है, तो आवश्यक संसाधनों को कहीं और बेहतर निवेश किया जाएगा, जैसे कि वास्तव में चंद्रमा पर उतरना।

सबसे पहले, चंद्र द्वार के लिए कोई विशेष विज्ञान की योजना नहीं है जो इसके बजाय पृथ्वी की कक्षा में (जैसे कि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर), चंद्र सतह पर, या एक उपग्रह के साथ आयोजित नहीं किया जा सकता है। यह इन स्थानों पर कुछ वित्तीय, सुरक्षा और इंजीनियरिंग लाभ भी प्रदान करता है।

चंद्र सतह पर, अंतरिक्ष यात्रियों को छायांकित क्षेत्रों में पानी की बर्फ तक पहुंच है, विकिरण से खुद को ढालने के लिए और एक निर्माण सामग्री और कुछ गुरुत्वाकर्षण के रूप में उपयोग करने के लिए। इनमें से कोई भी कक्षा में मौजूद नहीं है।

विकिरण के नोट पर, लूनर गेटवे पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बाहर स्थित होगा। चुंबकीय क्षेत्र कॉस्मिक और सौर विकिरण को दर्शाता है और पृथ्वी पर अंतरिक्ष यात्रियों और जीवन के जोखिम को कम करता है। लूनर गेटवे के अभिजात वर्ग को पूरी तरह से पूर्ण विकिरण के संपर्क में आने से रोक दिया जाएगा। चंद्रमा की सतह पर एक असुरक्षित अंतरिक्ष यात्री को एक समान खुराक मिलेगी, लेकिन अंतरिक्ष यात्री इससे बचने के लिए रेजोलिथ में अपनी इमारतों को ढंक सकते हैं या बस भूमिगत रह सकते हैं। यदि लूनर गेटवे के लिए किसी भी विकिरण परिरक्षण की योजना बनाई गई है, तो उसे पृथ्वी से ले जाया जाना चाहिए।

रेजोलिथ के एक सुरक्षात्मक खोल द्वारा विकिरण से परिरक्षित चंद्र आधारों के लिए ईएसए अवधारणा। स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (CC BY-SA 4.0 के तहत साझा)

चंद्र सतह पर, स्थानीय संसाधनों का उपयोग, ठोस जमीन की उपस्थिति, और गुरुत्वाकर्षण निवासियों को अधिक व्यापक सतह सुविधाओं का निर्माण करने की अनुमति देगा की तुलना में कक्षा में विधानसभा के लिए संभव होगा। एक अंतरिक्ष स्टेशन को आवश्यकता से तंग किया जाएगा, जबकि एक सतह का आधार एक भूवैज्ञानिक गठन के रूप में बड़ा हो सकता है, जैसे कि एक प्राकृतिक लावा ट्यूब।

सामान्य तौर पर, कक्षा की तुलना में किसी ग्रह या चंद्रमा पर निर्माण करना कहीं अधिक आसान है। जबकि टेरा फ़र्मा पर निर्माण का विज्ञान आगे बढ़ रहा है क्योंकि मेसोपोटामिया में पहली इमारतों के निर्माण के दौरान, इन-ऑर्बिट निर्माण अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और अत्यधिक महंगा है। इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन की विधानसभा 1998 में शुरू हुई और अभी भी जारी है; अब तक, इसकी लागत $ 150 बिलियन से अधिक है और इसमें वृद्धि जारी रहेगी। ध्यान दें कि यह पृथ्वी से मात्र 400 किलोमीटर ऊपर परिक्रमा करता है, और इससे आने-जाने में केवल कुछ घंटों का समय लगता है।

चांद के चारों ओर एक अंतरिक्ष स्टेशन को इकट्ठा करने का प्रयास, लगभग 400,000 किलोमीटर और पृथ्वी से तीन दिन, जबकि अंतरिक्ष अंतरिक्ष तकनीक अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, पागलपन है। पृथ्वी से चंद्र कक्षा में घटकों को स्थानांतरित करना अधिक शक्तिशाली रॉकेट और उच्च मिशन जटिलता की आवश्यकता होती है, जो अधिक ऊर्जा की मांग करता है। यह नाटकीय रूप से वित्तीय व्यय, जोखिम और खतरे को बढ़ाता है; घटकों को वितरित करने में विफल हो सकता है, डॉकिंग युद्धाभ्यास चूक सकता है, और पृथ्वी से दूरी के कारण दुर्घटनाएं बहुत अधिक खतरनाक हो जाती हैं।

मीर अंतरिक्ष स्टेशन पर टक्कर से क्षतिग्रस्त सौर पैनल। स्रोत: नासा

उदाहरण के लिए, 1997 के मीर अंतरिक्ष स्टेशन की आग, जो सौभाग्य से, सफलतापूर्वक समाप्त हो गई थी। या उसी वर्ष मीर से एक और उदाहरण लेने के लिए, जब एक कार्गो अंतरिक्ष यान इसमें दुर्घटनाग्रस्त हो गया, जिससे एक मॉड्यूल को उदास करने और अंतरिक्ष यात्रियों को इसे बंद करने के लिए मजबूर करना पड़ा। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर हाल ही की एक घटना 2010 में कार्बन डाइऑक्साइड हटाने प्रणाली की विफलता है, जो अंतरिक्ष यात्रियों को दम घुटने का कारण बन सकती थी। सौभाग्य से, इन दुर्घटनाओं में कोई भी घायल या मारा नहीं गया था। लेकिन कल्पना करें कि अगर ये घटनाएं नियंत्रण से बाहर हो गईं, तो गंभीर चोट लगी, या एक महत्वपूर्ण घटक को अपूरणीय क्षति हुई, और अगर सुरक्षा एक सप्ताह दूर थी। ये जोखिम कक्षा की तुलना में चंद्र सतह पर कम होंगे, जहां विकिरण और मलबे से बचाना आसान होता है, गुरुत्वाकर्षण वस्तुओं को नीचे रखता है और आग को नियंत्रित करना आसान बनाता है, और खनिज संसाधनों तक पहुंच आसान होती है।

परियोजना का एक उद्देश्य यह भी है कि मंगल और उसके बाद के गहरे अंतरिक्ष अभियानों की तैयारी में, पृथ्वी के सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र के बाहर अंतरिक्ष यात्रियों पर ब्रह्मांडीय और सौर विकिरण के प्रभावों का अध्ययन किया जाए। चंद्र कक्षा में ऐसे प्रयोग करने से बहुत कम लाभ होता है। जान-बूझकर अनजाने आवासों (जिनमें नैतिकता पाठक के लिए एक अभ्यास के रूप में छोड़ दी जाती है) में अंतरिक्ष यात्रियों पर चंद्र सतह पर विकिरण अध्ययन किया जा सकता है, जबकि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर कोई भी शून्य-गुरुत्वाकर्षण प्रयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, चंद्रमा पर या उसके निकट अंतरिक्ष यात्री परमाणु प्रणोदन प्रणाली की अनुपस्थिति में मदद से कम से कम तीन दिन दूर होंगे। बेहतर है कि एक खुरदार कक्षीय स्टेशन की तुलना में अच्छी तरह से सुसज्जित सतह के आधार पर आपात स्थिति होती है।

इसके अतिरिक्त, किसी भी अंतरिक्ष स्टेशन या उपग्रह को क्षय से अपनी कक्षा को रोकने के लिए कभी-कभी युद्धाभ्यास की आवश्यकता होती है। यह एक प्रक्रिया है जिसे स्टेशन-कीपिंग के रूप में जाना जाता है। इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन ने अंतरिक्ष यान द्वारा अपने इंजनों को फायर करते हुए कुछ समय के लिए फायर किया, जबकि रूसी सोयूज़ अंतरिक्ष यान। इस उद्देश्य के लिए, लूनर गेटवे को उच्च-शक्ति आयन इंजन की बैटरी से सुसज्जित किया जाएगा, जिसे आधिकारिक तौर पर उन्नत इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन सिस्टम (AEPS) के रूप में जाना जाता है। वित्तीय व्यय में शामिल हैं:

  1. इंजन विकास लागत।
  2. हार्डवेयर और प्रणोदक (इस मामले में, क्सीनन) को चंद्र की कक्षा में ले जाने की लागत। आवश्यक हार्डवेयर में इंजनों को बिजली की आपूर्ति करने के लिए आवश्यक सौर सरणियों और उन्हें ठंडा रखने के लिए आवश्यक थर्मल रेडिएटर्स शामिल हैं।
  3. रखरखाव और प्रणोदक पुनःपूर्ति की लागत।

किसी भी दीर्घकालिक अंतरिक्ष स्टेशन को इन लागतों या जोखिम को अपनी योजनाबद्ध कक्षा से बाहर स्थानांतरित करने के लिए खाता होना चाहिए। स्टेशन को पृथ्वी से बहुत दूर होने के कारण ऊपर की तरफ कंपाउंड किया गया है, और चंद्रमा के पास भविष्य के लिए अंतरिक्ष स्टेशनों को बनाए रखने के लिए आवश्यक औद्योगिक आधार नहीं होगा। वर्तमान में, चंद्र कक्षा में एक स्टेशन के लाभ लागत को उचित नहीं ठहरा सकते हैं।

एक अंतरिक्ष स्टेशन सतह के आधार की तुलना में अधिक ऊष्मीय रूप से कमजोर है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन को अंतरिक्ष यात्रियों या उपकरणों द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को अस्वीकार करना चाहिए, या गर्म करना चाहिए। यह एक अमोनिया कूलिंग लूप द्वारा पूरा किया जाता है जो स्टेशन के अंदर से गर्मी उठाता है, रेडिएटर पैनल के माध्यम से बहता है, और विकिरण के माध्यम से अंतरिक्ष में गर्मी खो देता है। संवहन और चालन की तुलना में विकिरण गर्मी अस्वीकृति की सबसे कम प्रभावी विधि है, क्योंकि बाद के दो उपयोग गर्मी को परिवहन के लिए एक माध्यम के रूप में करते हैं। जैसा कि अंतरिक्ष एक वैक्यूम है, केवल विकिरण एक व्यवहार्य थर्मल प्रबंधन तकनीक है, जिससे शीतलन मुश्किल हो जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर थर्मल रेडिएटर पैनल। स्रोत: नासा

2007, 2012 और 2013 में अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर करीबी कॉल द्वारा प्रदर्शित शीतलन प्रणाली की खराबी बेहद खतरनाक है; अमोनिया कूलिंग लूप एक रिसाव फैलाता है, अंतरिक्ष में शीतलक रक्तस्राव और थर्मल प्रबंधन प्रणाली को खतरे में डालता है। यदि सिस्टम को शीतलक खोना जारी रखने की अनुमति दी गई थी, तो स्टेशन अंततः रहने योग्य हो जाएगा। एक सतह बेस अधिक प्रभावी रूप से थर्मल लोडिंग का प्रबंधन कर सकता है, क्योंकि यह सीधे जमीन में गर्मी को अस्वीकार कर सकता है। यह यॉर्क एट के शोध द्वारा मान्य है। अल। हार्वर्ड विश्वविद्यालय में, जो इंगित करता है कि चंद्र लावा ट्यूबों के अंदर का तापमान -20 डिग्री सेल्सियस के रूप में कम है।

अंतरिक्ष के शून्य से सीधे जुड़े हुए मनुष्यों को अक्सर (खराब) विज्ञान-कथा फिल्मों में तुरंत ठंड के रूप में दर्शाया जाता है। वास्तविक जीवन में, मानव को गर्म रहने की अधिक संभावना होती है, इसके बजाय स्निग्धता और गंभीर सनबर्न के बारे में चिंता करने की आवश्यकता होती है। इस बिंदु घर को चलाने के लिए, गर्मी के नुकसान को रोकने के लिए वैक्युम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जैसे थर्मस और देवर फ्लास्क में, और अंतरिक्ष में कुछ भी पास-पास से घिरा हुआ है।

स्पेस स्टेशन का एक संभावित लाभ यह है कि इसकी कक्षा इसे लगातार सूरज की रोशनी में रख सकती है और पृथ्वी पर लाइन-ऑफ-विज़न कर सकती है। इसके विपरीत, एक चंद्र सतह का आधार एक सप्ताह में अंधेरे में हो सकता है। इसे डंडे पर प्रारंभिक ठिकानों को स्वस्थ करके हल किया जा सकता है। ध्रुवों पर, वर्ष के 94% तक सूर्य द्वारा रोशन की जाने वाली चोटियां हैं, जैसा कि लूनर टोही की कक्षा ने खोजा था। विद्युत उत्पादन उपकरण इन जैसे चोटियों पर स्थित हो सकते हैं, जो निरंतर शक्ति प्रदान करते हैं। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि ऐसे क्षेत्र भी हैं जो स्थायी छाया में हैं, जिसमें पानी की बर्फ जमा है - अंतरिक्ष में मनुष्यों के लिए, सोने की तुलना में असीम रूप से अधिक कीमती एक पदार्थ।

जबकि चंद्र लैंडवे को चंद्र लैंडर्स के लिए एक मचान बिंदु के रूप में उपयोग करने के लिए कुछ लाभ हो सकते हैं, यह महत्वहीन होने की संभावना है। भविष्य के लिए, विशेष रूप से अंतरिक्ष की खोज के लिए धन आवंटित करने के लिए दुनिया की सरकारों के कड़े रुख को देखते हुए, विधायी यातायात अधिक होने की संभावना नहीं है। अपोलो कार्यक्रम के समान मिशन आर्किटेक्चर पृथ्वी और चंद्रमा के बीच मनुष्यों और कार्गो परिवहन के लिए सबसे सरल, सबसे व्यावहारिक, सबसे अधिक आर्थिक रूप से प्रभावी साधन बने हुए हैं। संक्षेप में, एक लैंडर और एक ऑर्बिटर पृथ्वी से यात्रा करता है, लैंडर सतह और कक्षा के बीच यात्रा करता है, और ऑर्बिटर पृथ्वी पर कुछ भी लौटता है जिसे वापस करने की आवश्यकता होती है। एक कक्षीय मध्यस्थ बस अनावश्यक है।

अपोलो मून-लैंडिंग मिशन के चरण। स्रोत: नासा

लूनर गेटवे का एक और प्रस्तावित अनुप्रयोग एक उच्च गति संचार रिले के रूप में है। वॉन ब्रौन के पूर्व-ट्रांजिस्टर काल में यह रक्षात्मक हो सकता है, जब तकनीशियनों की एक छोटी सेना को वैक्यूम ट्यूब बनाए रखने की आवश्यकता होती थी, जिससे मानव निकटता की आवश्यकता होती थी। हालांकि, ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक्स के आगमन के साथ, मानव रहित संचार उपग्रहों का एक तारामंडल अधिक से अधिक प्रभावशीलता और कम लागत के साथ एक ही उद्देश्य को प्राप्त करेगा।

फिर भी एक अन्य प्रस्तावित एप्लिकेशन लूनर गेटवे का उपयोग सतह पर और टेलीप्रेज़ेंस के लिए रोबोट को नियंत्रित करने के लिए कर रहा है। फिर, इसका कोई कारण नहीं है कि यह पृथ्वी से या चंद्र सतह के आधार से नहीं किया जा सकता है। प्रकाश की सीमित गति के कारण, चंद्रमा को भेजे जाने वाले संदेश को आने में बस एक सेकंड लगेगा, फिर प्रतिक्रिया को वापस लौटने में बस एक सेकंड का समय लगेगा। नतीजतन, पृथ्वी से नियंत्रित रोबोट लगभग दो सेकंड का संचार अंतराल अनुभव करेंगे। हालाँकि, यह लूनर कक्षा में एक शानदार मल्टी-बिलियन डॉलर स्टेशन बनाने की तुलना में समय के अंतराल पर काम करने या स्वचालित करने के लिए केवल प्रोटोकॉल को विकसित करने के लिए बहुत सरल और सस्ता है। Fortnite के इंटरप्लेनेटरी गेम के लिए दो सेकंड बहुत लंबा हो सकता है, लेकिन यह शायद ही इतना लंबा है कि यह वैज्ञानिक, इंजीनियरिंग और रखरखाव के उद्देश्यों के लिए प्रभावी रोबोट ऑपरेशन को बाधित करता है।

और फिर, संचार उपग्रहों की उपस्थिति के साथ एक चंद्र सतह आधार से संचालन द्वारा समय-अंतराल को नगण्य स्तर तक कम कर दिया जाएगा।

अंत में, चंद्रमा की खोज को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को छोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करके और ईंधन भरने वाले डिपो के रूप में कार्य करके मंगल के लिए एक उपयोगी कदम पत्थर के रूप में देखा जाता है। एक ज्योतिषीय दृष्टिकोण से, यह संवेदनहीन है।

अंतरिक्ष में पैंतरेबाज़ी करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को डेल्टा-वी नामक मात्रा से मापा जाता है; अंतरिक्ष यान के वेग में आवश्यक परिवर्तन। डेल्टा-वी जितना अधिक होगा, पैंतरेबाज़ी के लिए उतने अधिक प्रणोदक की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी की सतह से कक्षा में पहुंचने के लिए डेल्टा-वी के बारे में 9 किमी / सेकंड की आवश्यकता होती है। किसी मिशन की डेल्टा-वी आवश्यकताएँ निर्धारित करती हैं कि एक अंतरिक्ष यान को कितना प्रोपेलेंट ले जाना चाहिए और उसके इंजनों को कितना अच्छा प्रदर्शन करना चाहिए।

एक इंटरप्लेनेटरी मिशन आमतौर पर तीन मुख्य चरणों में किया जाता है:

  1. इंजेक्शन जला: अंतरिक्ष यान अपने इंजन को एक प्रक्षेपवक्र में प्रवेश करने के लिए फायर करता है जो उसके गंतव्य (जैसे मंगल) का सामना करेगा।
  2. तट: अंतरिक्ष यान के इंजन बंद हो गए और यह अपने गंतव्य तक पहुंच गया। इस चरण में कोई भी गुरुत्वीय स्लिंगशॉट्स होंगे।
  3. सम्मिलन जला: अंतरिक्ष यान अपने इंजनों को धीमा करने के लिए आग लगाता है, या यह गंतव्य के वायुमंडल का उपयोग करके मंदी कर सकता है (एयरोब्रैकिंग देखें)।
मार्स टोही ऑर्बिटर एरोब्राकिंग की एक कलाकार की छाप। स्रोत: नासा

पृथ्वी की कक्षा से मंगल ग्रह की कक्षा में स्थानांतरण के लिए 3.8 किमी / घंटा की न्यूनतम डेल्टा-वी की आवश्यकता होती है। यह मानता है कि मंगल ग्रह के वायुमंडल की ऊपरी परतों के माध्यम से उड़कर अंतरिक्ष यान अपने गंतव्य पर धीमा हो जाता है; एक तकनीक जिसे एरोब्रैकिंग कहा जाता है। अनिवार्य रूप से, अंतरिक्ष यान अपने इंजनों के बजाय वायु प्रतिरोध का उपयोग करके धीमा हो जाता है, जिससे प्रणोदक की बचत होती है। इस पद्धति का उपयोग वायुमंडल के साथ ग्रहों के चारों ओर कक्षा में सफलतापूर्वक जांच करने के लिए किया गया है, जैसे कि 2006 में मंगल टोही ऑर्बिटर।

अगर इसके बजाय अंतरिक्ष यान चंद्र की कक्षा में शुरू होता है, तो मंगल पर जाने के लिए अपने इंजन को आग लगाता है, तो मंगल ग्रह की कक्षा में एरोब्रैक करता है, इसके लिए न्यूनतम डेल्टा-वी की आवश्यकता होती है केवल 2.9 किमी / - 24% की बचत। हालाँकि, यह इस तथ्य की उपेक्षा करता है कि चंद्रमा से मंगल की यात्रा करने वाले किसी भी पेलोड को सबसे पहले पृथ्वी से चंद्रमा की यात्रा करनी होगी। चंद्रमा में व्यावहारिक रूप से कोई वायुमंडल नहीं है जिसके साथ एयरोब्रेक है, इसलिए अंतरिक्ष यान के इंजनों को फायर करके किसी भी ब्रेकिंग को पूरा किया जाना चाहिए। इस वजह से, पृथ्वी से चंद्र की कक्षा में स्थानांतरण के लिए डेल्टा-वी के 4.8 किमी / सेकंड की आवश्यकता होती है; एक अंतरिक्ष यान को चंद्रमा तक यात्रा करने के लिए अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है, जो मंगल पर पहुंचने के लिए करता है!

नतीजतन, चंद्रमा पर एक अंतरिक्ष यान भेजने के लिए कुल न्यूनतम डेल्टा-वी, फिर मंगल पर, एक बेतुका 7.7 किमी / सेकंड है, जो कि केवल मंगल पर सीधे भेजने के लिए 102% से अधिक ऊर्जा की आवश्यकता है! दूसरे शब्दों में, भले ही चंद्रमा की परिक्रमा करने वाले मुक्त ईंधन से भरे टैंक हों, फिर भी यह कम खर्चीला, कम जटिल और तेजी से उन्हें अनदेखा करने और सीधे मंगल पर जाने के लिए होगा!

डेल्टा-वी बचत का लाभ उठाने का एकमात्र तरीका यह है कि चंद्रमा या चंद्रयान संसाधनों का उपयोग करके अंतरिक्ष यान के सभी भाग को इकट्ठा किया गया था। हालांकि, पृथ्वी के औद्योगिक आधार और आपूर्ति श्रृंखलाओं के बिना शत्रुतापूर्ण वातावरण में संचालन की कठिनाइयों को देखते हुए, पृथ्वी पर इसे इकट्ठा करने की तुलना में यह बहुत अधिक महंगा और कठिन होने की संभावना है। इसके अलावा, प्रणोदक और अंतरिक्ष यान के निर्माण के लिए चंद्र संसाधनों की खान के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचा सबसे पहले चंद्रमा को भेजा जाना चाहिए और इससे पहले कि यह हो सकता है, खर्च में और वृद्धि होगी। यह विचार कि चंद्रमा मंगल के रास्ते पर एक आसान रोक है और बाकी सौर मंडल एक पूर्ण रूप से दूर है; यह कुछ भी आसान नहीं बनाता है और जोखिम, खतरे और लागत को बढ़ाता है।

सारांश में, लूनर गेटवे परियोजना है - जैसा कि वर्तमान में खड़ा है - नासमझ।

निम्नलिखित परियोजनाएं हैं जो निवेश पर अधिक से अधिक वैज्ञानिक और तकनीकी रिटर्न प्रदान करेंगी। ये अंतरिक्ष में मानव की पहुंच बढ़ाने के साथ-साथ पृथ्वी पर जीवन के लिए संभावित लाभ प्रदान करने के लक्ष्य में सीधे योगदान देंगे। ये कीस्टोन तकनीकें हैं, इनके बिना, मनुष्य चंद्रमा से पृथ्वी से दूर कभी नहीं जाएगा।

एक मंगल अंतरिक्ष यान के लिए एक अवधारणा जो कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के साथ अपने चालक दल प्रदान करने के लिए घूमती है। स्रोत: नासा

सबसे पहले, कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण। शून्य गुरुत्वाकर्षण को मीर और इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन पर विस्तारित प्रवासों के माध्यम से दिखाया गया है, जो अंतरिक्ष यात्री स्वास्थ्य के लिए अत्यधिक हानिकारक है, जिसमें मस्कुलोस्केलेटल अध: पतन से लेकर गुर्दे की पथरी तक के प्रभाव होते हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर लंबे समय तक रहने वाले अंतरिक्ष यात्री अक्सर लैंडिंग पर असहाय होते हैं और उन्हें लैंडिंग कैप्सूल से बाहर ले जाना चाहिए, क्योंकि उनकी मांसपेशियां डिस्पोज से दूर हो गई हैं। यह एक लक्जरी है जो मंगल पर उपलब्ध नहीं होगी। केन्द्रापसारक बल उत्पन्न करने और गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने के लिए अंतरिक्ष यान को स्पिन करके, इन प्रभावों को कम किया जा सकता है। हालांकि यह वास्तविक गुरुत्वाकर्षण नहीं है, यह शून्य-गुरुत्वाकर्षण से जुड़े हानिकारक प्रभावों को रोक देगा। यह उसी तरह है जैसे कोई एक बाल्टी को पानी से भर सकता है और एक बूंद को खोए बिना किसी के सिर पर झूल सकता है।

इस अवधारणा को पृथ्वी की कक्षा में एक मौजूदा अंतरिक्ष यान, जैसे कि स्पेसएक्स ड्रैगन या रूसी सोयूज कैप्सूल के साथ परीक्षण किया जा सकता है। इसे एक टेडर के साथ एक मृत वजन के साथ जोड़ा जा सकता है, जैसे कि एक खर्च किए गए बूस्टर रॉकेट। फिर, पैंतरेबाज़ी थ्रस्टर्स का उपयोग करके, विधानसभा को काटा जा सकता है और कैप्सूल के अंदर अंतरिक्ष यात्री छद्म गुरुत्वाकर्षण का अनुभव करेंगे।

शोध का एक महत्वपूर्ण, महत्वपूर्ण क्षेत्र है मानव शरीर में लंबे समय तक आंशिक गुरुत्वाकर्षण की प्रतिक्रिया: शून्य और पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव सर्वविदित है, लेकिन बीच में क्या होता है, इसके बारे में कुछ भी नहीं पता है। खोजकर्ता और उपनिवेशवादियों पर अन्य दुनिया के स्वास्थ्य प्रभावों को समझने के लिए दीर्घकालिक फ्रैक्शनल-ग्रेविटी प्रयोगों से एकत्रित डेटा महत्वपूर्ण है। इस तरह के प्रयोग आसानी से उक्त कृत्रिम-गुरुत्वाकर्षण तंत्र के साथ पृथ्वी की कक्षा में किए जा सकते हैं। मंगल के पास पृथ्वी का गुरुत्व 38% है, और चंद्रमा 17% - क्या मानव हड्डियों और मांसपेशियों को अभी भी बर्बाद करना होगा? क्या हमारे निडर मार्टियन उपनिवेशवादी पृथ्वी पर अपने परिवार का दौरा करने में सक्षम होंगे? हमें नहीं पता, और हमें पता लगाना चाहिए।

मंगल पर जाने वाले सैंपल-रिटर्न वाहन की एक कलाकार की छाप पृथ्वी पर लौटती है। स्रोत: नासा

दूसरे, मंगल का नमूना-वापसी मिशन। एक जांच मंगल पर भेजी जाती है, नमूने एकत्र करती है, और उन्हें पृथ्वी पर वापस लाती है। वह हिस्सा जो पृथ्वी पर वापस आता है, वह मंगल के वायुमंडल का उपयोग करते हुए, मिशन लागत को कम करने के लिए होमवार्ड-बाउंड पैर के लिए आवश्यक ईंधन का निर्माण कर सकता है। यह इन-सीटू रिसोर्स यूटिलाइजेशन (ISRU) नामक एक तकनीक है।

मार्स 2020 रोवर के लिए ISRU अनुसंधान की योजना बनाई गई है, जो MOXIE (मार्स ऑक्सीजन इन-सीटू रिसोर्स यूटिलाइज़ेशन एक्सपेरिमेंट) वैज्ञानिक मॉड्यूल को आगे बढ़ाएगा, जो मंगल ग्रह के वातावरण से कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन का उत्पादन करने का प्रयास करेगा। यह एक संभावित व्यवहार्य ईंधन संयोजन है। वैकल्पिक रूप से, जांच में एक ऑन-बोर्ड हाइड्रोजन की आपूर्ति हो सकती है, जो इसे साबेटियर प्रतिक्रिया के माध्यम से मीथेन और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए मंगल के वायुमंडल के साथ संयोजन कर सकती है - एक और संभावित व्यवहार्य ईंधन संयोजन।

मानव-निर्मित मंगल मिशन में मानव को ले जाने और स्थानीय संसाधनों के साथ ईंधन का उत्पादन करने, फिर मनुष्यों और नमूनों को पृथ्वी पर लाने के लिए एक समान मिशन वास्तुकला का उपयोग करने की संभावना होगी। एक मार्स सैंपल-रिटर्न मिशन लघु में इस वास्तुकला के परीक्षण की अनुमति देगा।

इसके अलावा, क्यूरियोसिटी, ऑपर्च्युनिटी और वाइकिंग जैसे जांचों ने मंगल के नमूनों का विश्लेषण करने के लिए ऑन-बोर्ड रोबोटिक साइंस पैकेज पर भरोसा किया। इन जांचों की विश्लेषणात्मक क्षमता गंभीर रूप से बूस्टर के बड़े बजट द्वारा सीमित है जो उन्हें वैज्ञानिक रिटर्न को सीमित करते हुए मंगल ग्रह पर भेजती है। हालांकि, पृथ्वी पर नमूनों को लौटाकर स्थलीय प्रयोगशालाओं के पूर्ण रोष के अधीन किया जाएगा और शीर्ष मानव भूवैज्ञानिकों की विशेषज्ञ आँखें इन सभी सीमाओं को हटा देंगी। हम इस बारे में अधिक जानेंगे कि मंगल ग्रह कैसे बना, पृथ्वी कैसे बनी, सौर मंडल कैसे बना, भूगर्भीय प्रक्रियाएँ पृथ्वी पर और अन्य ग्रहों पर कैसे काम करती हैं, संभवतः एबोजेनेसिस के बारे में और मंगल पर पहुँचने पर अंतरिक्ष यात्री क्या उम्मीद कर सकते हैं।

यह ध्यान देने योग्य है कि महज तीन साल ने चंद्रमा पर जांच और पहली बूटप्रिंट की पहली लैंडिंग को अलग कर दिया और अपोलो 11 से पहले कोई सफल चंद्र नमूना-वापसी मिशन नहीं थे।

बेल्जियम के अंतरिक्ष यात्री फ्रैंक डेविने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर लेटेस-ग्रोइंग प्रयोग के बगल में हैं। स्रोत: नासा

तीसरा, बंद पारिस्थितिक जीवन-समर्थन प्रणाली (CELSS)। चंद्रमा की तुलना में बहुत दूर तक यात्रा करने वाले मनुष्य, जैसे कि मंगल, क्षुद्र ग्रह या बाहरी ग्रह, महीने या साल से दूर रहेंगे। सभी हवा, पानी और कचरे को पुनर्चक्रण करना महत्वपूर्ण है, चाहे वह अंतरिक्ष यान पर हो या चंद्र आधार में। ऐसी प्रणालियों को अंतरिक्ष में विकसित करने की भी आवश्यकता नहीं है - उन्हें पृथ्वी पर प्रयोगशालाओं में परीक्षण किया जा सकता है, फिर अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर मान्य किया गया, फिर से तैयार करने की लागत को कम किया और खराबी और आपात स्थिति में लचीलापन में सुधार किया।

नासा किलोपावर कार्यक्रम के हिस्से के रूप में प्रोटोटाइप स्पेस न्यूक्लियर रिएक्टर। स्रोत: नासा

चौथा, अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा। सौर पैनल मंगल पर बिजली की आपूर्ति करने में सक्षम होंगे, लेकिन गंदगी, मौसम, या बस, रात के समय तक विकलांग होने के लिए उत्तरदायी हैं। इसके अलावा, सौर पैनल बृहस्पति से परे बेकार हो जाते हैं, क्योंकि सूर्य बहुत मंद हो जाता है। इसके अतिरिक्त, ध्रुवों के पास स्थित चंद्रमा पर स्थित ठिकानों को समय पर हफ्तों तक सूर्य के बिना काम करने की आवश्यकता नहीं होगी। परमाणु रिएक्टर अंतरिक्ष यात्रियों और उनके उपकरणों को ऊर्जा का एक शक्तिशाली, विश्वसनीय स्रोत प्रदान करेंगे। नासा ने हल्के अंतरिक्ष परमाणु रिएक्टरों के विकास में काफी प्रगति की है, इसलिए यह तकनीक परिपक्वता के रास्ते पर है।

1971 में परमाणु थर्मल रॉकेट का परीक्षण फायरिंग। स्रोत: NASA

परमाणु-चालित रॉकेट भी प्रणोदक आवश्यकताओं को कम करके अंतरिक्ष में यात्रा को आसान बना देंगे, हालांकि यह चंद्रमा या मंगल के शुरुआती अभियानों के लिए महत्वपूर्ण नहीं है। यह ध्यान देने योग्य है कि संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1960 के दशक की शुरुआत में NERVA (रॉकेट वाहन अनुप्रयोग के लिए परमाणु इंजन) कार्यक्रम के माध्यम से परमाणु रॉकेट इंजन का सफलतापूर्वक परीक्षण किया है - यह शायद ही एक नई तकनीक है।

अंत में, लूनर गेटवे फैंसी की एक व्यर्थ उड़ान है जो शुरू होने से पहले विफल हो जाएगी, क्योंकि यह ध्वनि इंजीनियरिंग के फैसले से प्रेरित नहीं है। यह संसाधनों का खराब निवेश है और यह केवल चंद्रमा, मंगल और उससे परे स्थायी मानव उपस्थिति के अंतिम लक्ष्यों से ध्यान हटाने के लिए कार्य करेगा।

संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा की अंतरिक्ष एजेंसियों को चंद्रमा पर जूते उतारने और मंगल पर अभियान भेजने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए; निर्देशित, केंद्रित प्रयास जैसे कि मानव जाति के लिए ब्रह्मांड में विस्तार करने के लिए द्वार खोलेंगे, न कि विधायी अंतरिक्ष में लक्ष्यहीन जयवॉकिंग। अधिक से अधिक रिटर्न - और कहने की हिम्मत करता हूं, गौरव - इससे एक अंतरिक्ष स्टेशन से चारों ओर कक्षा में आएगा।

अपोलो कार्यक्रम की सफलता से पता चलता है कि सबसे अच्छा मार्ग अक्सर सबसे सरल, सबसे प्रत्यक्ष होता है; इन-ऑर्बिट असेंबली के लिए इसे किसी स्पेस स्टेशन की जरूरत नहीं थी, न ही इसे उच्च-पूंजी वाले स्पेस इन्फ्रास्ट्रक्चर के निर्माण की आवश्यकता थी। वे बाद में आएंगे, एक बार अंतरिक्ष यात्रा हवाई उड़ान की तरह नियमित हो जाएगी।

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