अब तक का सबसे अच्छा डार्क मैटर मैप ब्रह्मांड के बारे में सवाल उठाता है

बातचीत

सौर मंडल और उससे आगे का सुरक्षित रूप से पता लगाने के लिए, अंतरिक्ष यान को तेजी से जाना चाहिए – परमाणु ऊर्जा से चलने वाले रॉकेट इसका जवाब हो सकते हैं

पिछले 50 वर्षों में मिसाइलों के क्षेत्र में बहुत कुछ बदल गया है। स्पेसफ्लाइट को शक्ति देने वाला ईंधन अंततः भी बदल सकता है। सीएसए-प्रिंटस्टॉक / गेटी इमेज के माध्यम से डिजिटल विजन वैक्टर नासा और एलोन मस्क दोनों के दिमाग में मंगल के सपने के साथ, अंतरिक्ष के माध्यम से लंबी दूरी के मानवयुक्त मिशन आएंगे। लेकिन आपको जानकर हैरानी होगी कि आधुनिक मिसाइलें पहले की तुलना में तेज गति से काम नहीं करती हैं। एक तेज अंतरिक्ष यान के बेहतर होने के कई कारण हैं, और परमाणु ऊर्जा से चलने वाली मिसाइलें ऐसा करने का एक तरीका हैं। यह पारंपरिक ईंधन-संचालित या आधुनिक इलेक्ट्रिक सौर-संचालित रॉकेटों पर कई लाभ प्रदान करता है, लेकिन पिछले 40 वर्षों में परमाणु रिएक्टरों को ले जाने वाले केवल आठ अमेरिकी अंतरिक्ष प्रक्षेपण हुए हैं। हालांकि, 2019 में, परमाणु अंतरिक्ष उड़ान को नियंत्रित करने वाले कानून बदल गए हैं। अगली पीढ़ी की मिसाइलों पर पहले ही शुरू हो चुका है। गति की आवश्यकता क्यों है? स्पेसफ्लाइट में पहला कदम एक जहाज को कक्षा में लाने के लिए लॉन्च रॉकेट का उपयोग करना शामिल है। ये बड़े, ईंधन से चलने वाले इंजन हैं जिनकी लोग कल्पना करते हैं जब वे रॉकेट लॉन्च करने के बारे में सोचते हैं और गुरुत्वाकर्षण की बाधाओं के कारण निकट भविष्य में गायब होने की संभावना नहीं है। एक बार जब जहाज अंतरिक्ष में पहुंच जाता है, तो चीजें दिलचस्प हो जाती हैं। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बचने और गहरे अंतरिक्ष गंतव्यों तक पहुँचने के लिए जहाजों को अतिरिक्त त्वरण की आवश्यकता होती है। यह वह जगह है जहाँ परमाणु प्रणालियाँ काम में आती हैं। यदि अंतरिक्ष यात्री चंद्रमा और संभवतः मंगल से आगे कुछ भी तलाशना चाहते हैं, तो उन्हें बहुत तेज़ी से आगे बढ़ने की आवश्यकता होगी। अंतरिक्ष बहुत बड़ा है, और सब कुछ बहुत दूर है। लंबी दूरी की अंतरिक्ष यात्रा के लिए तेज रॉकेट बेहतर होने के दो कारण हैं: सुरक्षा और समय। मंगल की यात्रा पर जाने वाले अंतरिक्ष यात्रियों को अत्यधिक उच्च स्तर के विकिरण का सामना करना पड़ेगा जो कैंसर और बांझपन जैसी गंभीर दीर्घकालिक स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकता है। विकिरण परिरक्षण मदद कर सकता है, लेकिन यह बहुत भारी है, और कार्य जितना लंबा होगा, उतनी ही अधिक सुरक्षा की आवश्यकता होगी। विकिरण जोखिम को कम करने का सबसे अच्छा तरीका है कि आप तेजी से उस स्थान पर पहुंचें जहां आप जा रहे हैं। लेकिन मानव सुरक्षा ही एकमात्र लाभ नहीं है। चूंकि अंतरिक्ष एजेंसियां ​​​​अंतरिक्ष से दूर जा रही हैं, इसलिए मानव रहित मिशनों से जितनी जल्दी हो सके डेटा प्राप्त करना महत्वपूर्ण है। वोयाजर-2 को नेप्च्यून तक पहुंचने में 12 साल लगे, जहां इसने उड़ान के दौरान कुछ आश्चर्यजनक तस्वीरें खींचीं। यदि वोयाजर -2 में तेज प्रणोदन प्रणाली होती, तो खगोलविदों को उन छवियों और सूचनाओं को प्राप्त हो जाता, जो इसमें वर्षों पहले निहित थीं। गति अच्छी है। परमाणु प्रणाली तेज क्यों हैं? सैटर्न 5 रॉकेट 363 फीट लंबा था और इसका ज्यादातर हिस्सा सिर्फ एक गैस टैंक था। माइक जेटज़र / heroicrelics.org, CC BY-NC-ND आज के सिस्टम एक बार जब कोई जहाज पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बच जाता है, तो किसी भी प्रणोदन प्रणाली की तुलना करते समय विचार करने के लिए तीन महत्वपूर्ण पहलू होते हैं: प्रणोदन – सिस्टम कितनी तेजी से जहाज की द्रव्यमान दक्षता में तेजी ला सकता है – कितना बल प्रणोदन कि एक प्रणाली ईंधन की एक निश्चित मात्रा के लिए उत्पादन कर सकती है ऊर्जा घनत्व – ऊर्जा की मात्रा जो आज दी गई ईंधन की मात्रा का उत्पादन कर सकती है, उपयोग में सबसे आम प्रणोदन प्रणाली रासायनिक प्रणोदन हैं – यानी, ईंधन पर चलने वाले विनियमित रॉकेट – और सौर ऊर्जा – विद्युत प्रणोदन प्रणाली। रासायनिक प्रणोदन प्रणाली बहुत अधिक जोर प्रदान करती है, लेकिन रासायनिक रॉकेट विशेष रूप से प्रभावी नहीं होते हैं, और रॉकेट ईंधन ऊर्जा सघन नहीं होता है। अंतरिक्ष यात्रियों को चंद्रमा तक ले जाने वाले सैटर्न 5 रॉकेट ने टेकऑफ़ पर 35 मिलियन न्यूटन बल का उत्पादन किया और 950,000 गैलन ईंधन ले गया। जबकि अधिकांश ईंधन का उपयोग मिसाइल को कक्षा में लाने के लिए किया गया था, सीमाएं स्पष्ट हैं: कहीं भी पहुंचने में बहुत भारी ईंधन लगता है। विद्युत प्रणोदन प्रणाली सौर पैनलों से उत्पन्न बिजली का उपयोग करके गति उत्पन्न करती है। ऐसा करने का सबसे आम तरीका आयनों को तेज करने के लिए एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करना है, जैसे कि एक कक्ष आवेग में। इन उपकरणों का उपयोग आमतौर पर उपग्रहों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है और रासायनिक प्रणालियों की सामूहिक दक्षता से पांच गुना अधिक हो सकते हैं। लेकिन यह बहुत कम जोर पैदा करता है – लगभग तीन न्यूटन, या लगभग ढाई घंटे में कार को 0-60 मील प्रति घंटे से तेज करने के लिए पर्याप्त है। ऊर्जा का स्रोत – सूर्य – मूल रूप से अनंत है लेकिन जहाज सूर्य से जितना दूर होता है उतना ही कम उपयोगी हो जाता है। परमाणु शक्ति से चलने वाली मिसाइलों के आशाजनक होने का एक कारण यह है कि वे अविश्वसनीय ऊर्जा घनत्व प्रदान करती हैं। परमाणु रिएक्टरों में उपयोग किए जाने वाले यूरेनियम ईंधन में हाइड्राज़िन की तुलना में 4 मिलियन गुना अधिक ऊर्जा घनत्व होता है, और यह एक विशिष्ट रासायनिक रॉकेट प्रणोदक ईंधन है। अंतरिक्ष में यूरेनियम की एक छोटी मात्रा प्राप्त करना सैकड़ों-हजारों गैलन ईंधन के परिवहन की तुलना में बहुत आसान है। तो जोर और बड़े पैमाने पर दक्षता के बारे में क्या? पहली थर्मोन्यूक्लियर मिसाइल 1967 में बनाई गई थी और इसे बैकग्राउंड में देखा जा सकता है। मोर्चे पर सुरक्षात्मक आस्तीन है जो रिएक्टर को पकड़ लेगी। नासा/विकिपीडिया के पास परमाणु इंजीनियरों के लिए दो विकल्प हैं जिन्होंने अंतरिक्ष यात्रा के लिए दो मुख्य प्रकार के परमाणु प्रणालियों को डिजाइन किया है। पहले को थर्मोन्यूक्लियर प्रोपल्शन कहा जाता है। ये प्रणालियाँ बहुत शक्तिशाली और मध्यम प्रभावी हैं। वे एक छोटे परमाणु विखंडन रिएक्टर का उपयोग करते हैं – परमाणु पनडुब्बियों में पाए जाने वाले के समान – हाइड्रोजन जैसे गैस को गर्म करने के लिए, और उस गैस को प्रणोदन प्रदान करने के लिए मिसाइल के नोजल के माध्यम से त्वरित किया जाता है। नासा के इंजीनियरों का अनुमान है कि मंगल पर थर्मोन्यूक्लियर-प्रोपेल्ड मिशन रासायनिक-संचालित रॉकेट पर उड़ान की तुलना में 20% -25% कम होगा। परमाणु ताप प्रणोदन प्रणाली रासायनिक प्रणोदन प्रणालियों की तुलना में रासायनिक प्रणोदन प्रणालियों की तुलना में दोगुने से अधिक कुशल हैं – जिसका अर्थ है कि वे समान मात्रा में जोर द्रव्यमान का उपयोग करके दो बार जोर उत्पन्न करते हैं – और 100,000 न्यूटन जोर प्रदान कर सकते हैं। एक सेकंड के लगभग एक चौथाई में 0-60 मील प्रति घंटे की रफ्तार से कार प्राप्त करने के लिए यह पर्याप्त शक्ति है। परमाणु ऊर्जा पर आधारित दूसरी मिसाइल प्रणाली को परमाणु विद्युत-प्रणोदन कहा जाता है। अभी तक कोई परमाणु विद्युत प्रणाली नहीं बनाई गई है, लेकिन विचार बिजली उत्पन्न करने के लिए एक उच्च-शक्ति विखंडन रिएक्टर का उपयोग करना है जो तब हॉल प्रणोदक जैसे विद्युत प्रणोदन प्रणाली को शक्ति देगा। यह बहुत प्रभावी होगा, परमाणु तापीय प्रणोदन प्रणाली से तीन गुना बेहतर। चूंकि एक परमाणु रिएक्टर बड़ी मात्रा में बिजली उत्पन्न कर सकता है, इसलिए अच्छी मात्रा में जोर उत्पन्न करने के लिए कई अलग-अलग विद्युत प्ररित करने वालों को एक साथ चालू किया जा सकता है। परमाणु विद्युत प्रणालियाँ बहुत लंबी दूरी के मिशनों के लिए सबसे अच्छा विकल्प होंगी क्योंकि उन्हें सौर ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, उनकी दक्षता बहुत अधिक होती है और वे अपेक्षाकृत अधिक जोर दे सकते हैं। लेकिन जबकि परमाणु बिजली की मिसाइलें बहुत आशाजनक हैं, फिर भी कई तकनीकी समस्याएं हैं जिनका उपयोग करने से पहले उन्हें हल किया जाना चाहिए। मनुष्यों को मंगल पर ले जाने के लिए बनाया गया परमाणु थर्मोन्यूक्लियर जहाज कैसा दिखता है, इस बारे में एक कलाकार की छाप। John Frassanito & Associates / विकिपीडिया अभी तक कोई परमाणु शक्ति वाली मिसाइल क्यों नहीं हैं? 1960 के दशक से परमाणु तापीय प्रणोदन प्रणालियों का अध्ययन किया गया है, लेकिन अभी तक अंतरिक्ष में उड़ान नहीं भर पाई है। 1 9 70 के दशक में संयुक्त राज्य में पहली बार लागू किए गए नियमों को अनिवार्य रूप से प्रत्येक मामले की जांच करने, कई सरकारी एजेंसियों द्वारा किसी भी परमाणु अंतरिक्ष परियोजना की मंजूरी और राष्ट्रपति की स्पष्ट स्वीकृति की आवश्यकता थी। परमाणु मिसाइल प्रणाली अनुसंधान के लिए धन की कमी के साथ संयुक्त, इस वातावरण ने अंतरिक्ष में उपयोग के लिए परमाणु रिएक्टरों के और सुधार को रोक दिया। अगस्त 2019 में जब ट्रम्प प्रशासन ने राष्ट्रपति का मेमो जारी किया तो यह सब बदल गया। हालांकि इसने परमाणु प्रक्षेपणों को यथासंभव सुरक्षित रखने की आवश्यकता का समर्थन किया, नया निर्देश परमाणु मिशनों को कम मात्रा में परमाणु सामग्री के साथ बहु-एजेंसी अनुमोदन प्रक्रिया को बायपास करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, केवल नासा जैसी प्रायोजक एजेंसी को यह प्रमाणित करने की आवश्यकता है कि मिशन सुरक्षा सिफारिशों को पूरा करता है। बड़े परमाणु मिशन पहले की तरह ही प्रक्रिया से गुजरेंगे। विनियमों की इस समीक्षा के साथ-साथ, नासा को अपने 2019 के बजट में परमाणु तापीय प्रणोदन विकास के लिए $0 मिलियन मिले। DARPA पृथ्वी की कक्षा से परे राष्ट्रीय सुरक्षा संचालन को सक्षम करने के लिए एक अंतरिक्ष थर्मोन्यूक्लियर प्रणोदन प्रणाली भी विकसित कर रहा है। 60 साल के ठहराव के बाद, एक दशक के भीतर एक परमाणु ऊर्जा से चलने वाला रॉकेट अंतरिक्ष में जाने की संभावना है। यह रोमांचक उपलब्धि अंतरिक्ष अन्वेषण के एक नए युग की शुरुआत करेगी। लोग मंगल पर जाएंगे और वैज्ञानिक प्रयोग हमारे पूरे सौर मंडल और उसके बाहर नई खोज करेंगे। [You’re too busy to read everything. We get it. That’s why we’ve got a weekly newsletter. Sign up for good Sunday reading. ]यह लेख द कन्वर्सेशन से पुनर्प्रकाशित है, जो एक गैर-लाभकारी समाचार साइट है जो अकादमिक विशेषज्ञों के विचारों को साझा करने के लिए समर्पित है। द्वारा लिखित: इयान बॉयड, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय। और पढ़ें: स्पेसएक्स के फाल्कन 9 के अलावा, माई मिलेनियम फाल्कन कहां है? स्पेसएक्स कैसे लागत को कम करता है और अंतरिक्ष के लिए बाधाओं को कम करता है रॉकेट ईंधन के लिए चंद्रमा को मंगल पर ले जाने के लिए इयान बॉयड को निम्नलिखित स्रोतों से धन प्राप्त होता है, जिनमें से कोई भी अंतरिक्ष प्रणोदन से संबंधित नहीं है: लॉकहीड मार्टिन का नौसेना अनुसंधान कार्यालय नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन एल३ हैरिस