भौतिकविदों ने अंतरतारकीय अंतरिक्ष से परे जांच भेजने की क्रांतिकारी योजना का खुलासा किया

SCIENCE| विज्ञान:  किसी अंतरिक्ष यान को दूसरे तारे तक पहुंचाना एक बड़ी चुनौती है। हालांकि, यह लोगों को इस पर काम करने से नहीं रोकता। वर्तमान में ऐसा करने वाले सबसे ज़्यादा चर्चित समूह ब्रेकथ्रू स्टारशॉट और टाऊ ज़ीरो फ़ाउंडेशन हैं, दोनों ही एक ख़ास तरह की प्रणोदन-बीम्ड शक्ति पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

टाऊ ज़ीरो के बोर्ड के अध्यक्ष जेफ़री ग्रीसन और लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी गेरिट ब्रुहाग, जो लेजर भौतिकी में माहिर हैं, का एक पेपर ऐसी ही एक बीमिंग तकनीक – एक सापेक्ष इलेक्ट्रॉन बीम – के भौतिकी पर नज़र डालता है कि इसका उपयोग अंतरिक्ष यान को दूसरे तारे तक पहुंचाने के लिए कैसे किया जा सकता है।

इस तरह के मिशन को डिज़ाइन करते समय कई बातों पर विचार किया जाता है। उनमें से सबसे बड़ी बात (शाब्दिक रूप से) यह है कि अंतरिक्ष यान कितना भारी है। ब्रेकथ्रू स्टारशॉट विशाल सौर “पंखों” वाले एक छोटे डिज़ाइन पर ध्यान केंद्रित करता है जो उन्हें अल्फा सेंटॉरी तक प्रकाश की किरण पर सवार होने की अनुमति देगा। हालांकि, व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, इतनी छोटी जांच वहां पहुंचने के बाद बहुत कम या कोई वास्तविक जानकारी एकत्र करने में सक्षम नहीं होगी – यह वास्तविक वैज्ञानिक मिशन के बजाय इंजीनियरिंग की एक उपलब्धि है।

दूसरी ओर, पेपर लगभग 1,000 किलोग्राम तक की जांच के आकार को देखता है – 1970 के दशक में निर्मित वोएजर जांच के आकार के बारे में। जाहिर है, अधिक उन्नत तकनीक के साथ, उन प्रणालियों की तुलना में उन पर बहुत अधिक सेंसर और नियंत्रण फिट करना संभव होगा। लेकिन एक बीम के साथ इतनी बड़ी जांच को धकेलने के लिए एक और डिज़ाइन विचार की आवश्यकता होती है – किस प्रकार की बीम?

ब्रेकथ्रू स्टारशॉट एक लेजर बीम की योजना बना रहा है, संभवतः दृश्यमान स्पेक्ट्रम में, जो जांच से जुड़ी प्रकाश पालों पर सीधे धक्का देगी। हालांकि, ऑप्टिकल तकनीक की वर्तमान स्थिति को देखते हुए, यह किरण अपनी यात्रा के लगभग 0.1 AU के लिए जांच पर प्रभावी रूप से धक्का दे सकती है, जो अल्फा सेंटॉरी तक 277,000 AU से अधिक है।

यहां तक ​​कि यह छोटा सा समय भी जांच को सम्मानजनक अंतरतारकीय गति तक ले जाने के लिए पर्याप्त हो सकता है, लेकिन केवल तभी जब यह छोटा हो और लेजर बीम इसे भून न दे। जांच को उसकी क्रूज़िंग गति तक पहुँचाने के लिए ज़्यादा से ज़्यादा, लेजर को थोड़े समय के लिए ही चालू करना होगा। हालाँकि, पेपर के लेखक एक अलग दृष्टिकोण अपनाते हैं। केवल थोड़े समय के लिए बिजली प्रदान करने के बजाय, इसे लंबे समय तक क्यों न दिया जाए? इससे अधिक बल का निर्माण होगा और एक बहुत बड़ी जांच प्रकाश की गति के सम्मानजनक प्रतिशत पर यात्रा करने में सक्षम होगी।

इस तरह के डिज़ाइन के साथ भी बहुत सी चुनौतियाँ हैं। सबसे पहले बीम का फैलाव होगा – सूर्य से पृथ्वी की दूरी से 10 गुना से अधिक दूरी पर, ऐसी किरण किसी भी सार्थक शक्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त रूप से सुसंगत कैसे होगी? अधिकांश पेपर इस बारे में विस्तार से बताता है, सापेक्षतावादी इलेक्ट्रॉन बीम पर ध्यान केंद्रित करता है। सनबीम के रूप में जाना जाने वाला यह मिशन कॉन्सेप्ट ठीक ऐसी ही किरण का उपयोग करेगा।

इतनी तेज़ गति से यात्रा करने वाले इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करने के कुछ फ़ायदे हैं। सबसे पहले, इलेक्ट्रॉनों को प्रकाश की गति के आसपास गति देना अपेक्षाकृत आसान है – कम से कम अन्य कणों की तुलना में। हालाँकि, चूँकि वे सभी एक ही ऋणात्मक आवेश साझा करते हैं, इसलिए वे संभवतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे, जिससे किरण का प्रभावी धक्का कम हो जाएगा।

सापेक्ष गति पर यह उतना बड़ा मुद्दा नहीं है, क्योंकि कण त्वरक में सापेक्ष पिंच नामक एक घटना की खोज की गई है। अनिवार्य रूप से, सापेक्ष गति पर यात्रा करने के समय के फैलाव के कारण, इलेक्ट्रॉनों द्वारा किसी भी सार्थक डिग्री तक एक-दूसरे को धकेलना शुरू करने के लिए पर्याप्त सापेक्ष समय का अनुभव नहीं किया जाता है।

पेपर में गणना से पता चलता है कि इस तरह की किरण 100 या 1,000 AU तक की शक्ति प्रदान कर सकती है, उस बिंदु से बहुत आगे जहाँ कोई अन्य ज्ञात प्रणोदन प्रणाली प्रभाव डालने में सक्षम होगी। यह भी दर्शाता है कि, बीम पॉवरिंग अवधि के अंत में, 1,000 किलोग्राम की जांच प्रकाश की गति के 10% जितनी तेज़ गति से आगे बढ़ सकती है – जिससे यह 40 साल से थोड़े ज़्यादा समय में अल्फा सेंटॉरी तक पहुँच सकती है।

हालांकि, ऐसा होने के लिए बहुत सी चुनौतियों को पार करना होगा – जिनमें से एक यह है कि पहले स्थान पर इतनी शक्ति को बीम में कैसे बनाया जाए। बीम के स्रोत से जांच जितनी दूर होगी, उतनी ही अधिक शक्ति को उसी बल को संचारित करने के लिए आवश्यक होगी। अनुमान है कि 100 AU पर जांच के लिए 19 गीगाइलेक्ट्रॉन वोल्ट तक की सीमा है, जो कि एक बहुत ही उच्च ऊर्जा वाली किरण है, हालांकि यह हमारी तकनीक की समझ के भीतर है, क्योंकि लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर कई गुना अधिक ऊर्जा वाली किरणें बना सकता है।

अंतरिक्ष में उस ऊर्जा को पकड़ने के लिए, लेखक एक ऐसे उपकरण का उपयोग करने का सुझाव देते हैं जो अभी तक मौजूद नहीं है, लेकिन कम से कम सिद्धांत रूप में हो सकता है – एक सौर स्टेटाइट। यह प्लेटफ़ॉर्म सूर्य की सतह के ऊपर स्थित होगा, जिसमें तारे से आने वाले प्रकाश के बल और सूर्य द्वारा उत्सर्जित चुंबकीय कणों का उपयोग करके सूर्य के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में गिरने से रोकने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र का संयोजन होगा।

यह पार्कर सोलर प्रोब के सूर्य के सबसे करीब पहुंचने के बराबर होगा, जिसका अर्थ है कि, कम से कम सिद्धांत रूप में, हम उस गर्मी को झेलने के लिए सामग्री बना सकते हैं।किरण का निर्माण स्वयं एक विशाल सूर्य ढाल के पीछे होगा, जो इसे अपेक्षाकृत ठंडे, स्थिर वातावरण में संचालित करने की अनुमति देगा और 1,000 किलोग्राम की जांच को आगे बढ़ाने के लिए आवश्यक दिनों या हफ्तों तक स्टेशन पर रहने में भी सक्षम होगा। यही कारण है कि कक्षा के बजाय एक क़ानून का उपयोग किया जाता है – यह जांच के सापेक्ष स्थिर रह सकता है और पृथ्वी या सूर्य द्वारा अवरुद्ध होने की चिंता नहीं करनी पड़ती है।

यह सब अभी तक विज्ञान कथा के दायरे में है, यही कारण है कि लेखक पहली बार मिले – टफएसएफ डिस्कॉर्ड सर्वर पर, जहां विज्ञान-फाई उत्साही एकत्र होते हैं। लेकिन, कम से कम सिद्धांत रूप में, यह दर्शाता है कि मौजूदा तकनीक में न्यूनतम प्रगति के साथ मानव जीवनकाल के भीतर अल्फा सेंटॉरी तक वैज्ञानिक रूप से उपयोगी जांच को आगे बढ़ाना संभव है।

YouTube channel Search – www.youtube.com/@mindfresh112 , www.youtube.com/@Mindfreshshort1

नए खबरों के लिए बने रहे सटीकता न्यूज के साथ।