रेडियो और विकिरण का उपयोग करके ग्रहों का अध्ययन कैसे करें

कॉस्मिक विकिरण पूरे इंटरस्टेलर और इंटरप्लेनेटरी स्पेस से भरा होता है। यह तारों के उत्सर्जन, ब्लैक होल, न्यूट्रॉन सितारों और पल्सर, सुपरनोवा विस्फोटों के उत्सर्जन का परिणाम है ... ब्रह्मांड में लगभग कोई भी प्रलय विकिरण उत्सर्जन का कारण है। विकिरण अंतरिक्ष यात्रियों और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक समस्या है, लेकिन वैज्ञानिकों के लिए यह एक उपहार है जो आपको अंतरिक्ष के बारे में बहुत सारे विवरण जानने की अनुमति देता है। हम सौर प्रणाली का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले वैज्ञानिक उपकरणों की अपनी समीक्षा जारी रखते हैं।

पहले हमने सीखा कि कैसे ऑप्टिकल साधनों से ग्रहों का अध्ययन किया जाए ।

गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी,

गामा रेंज, सिद्धांत रूप में, एक प्रकाशिकी भी है, क्योंकि गामा किरणें उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन हैं। लेकिन ग्रह विज्ञान में गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी उन किरणों का अध्ययन नहीं करता है जो सितारों और ब्लैक होल से उत्सर्जित होती हैं, बल्कि वे जिनके साथ ग्रह और अन्य वायुमंडलीय या कमजोर वायुमंडलीय ब्रह्मांडीय पिंड चमकते हैं।



उच्च-ऊर्जा वाले प्रोटॉन, अल्फा-बीटा किरणों और न्यूट्रॉन: बम और क्षुद्रग्रह अधिक भारी कणों के बमबारी के प्रभाव में गामा में विकिरण करना शुरू करते हैं। आरोपित कण सतह की मिट्टी से टकराते हैं और यह गामा में उत्सर्जित होने लगता है। और, जो विशेषता है, प्रत्येक रासायनिक तत्व अपनी सीमा में निकलता है। यही है, यह समझने के लिए कि सतह के ऊपर एक गामा स्पेक्ट्रोमीटर रखने के लिए यह पर्याप्त है कि इसमें क्या शामिल है। इसलिए हम केवल रासायनिक संरचना को समझते हैं, न कि भूगर्भीय एक, बल्कि इसे जानकारी के साथ पूरक करते हैं, उदाहरण के लिए, अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर से, और दृश्यमान रेंज के कैमरों से, हम अधिक दृश्य चित्र प्राप्त कर सकते हैं।



इसलिए, गामा स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने चंद्रमा पर थोरियम, लोहा और टाइटेनियम अयस्कों की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता के बारे में सीखा।



मार्स ओडिसी पर इस तरह के एक उपकरण का उपयोग करते हुए, थोरियम के असामान्य रूप से उच्च सामग्री वाले दो क्षेत्रों और शायद यूरेनियम अयस्कों को मंगल पर खोजा गया था। यह संभव है कि एक बार अफ्रीका में एक प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर के गठन के साथ प्रक्रियाएं हुईं । सच है, अन्य, एक ही डेटा के आधार पर, थर्मोन्यूक्लियर युद्ध की बात करते हैं ... वैसे भी, यह एक उत्साहजनक खोज है, क्योंकि इसका मतलब है कि भविष्य के मार्टियन बसने वालों के परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थानीय कच्चे माल पर काम कर सकते हैं।



न्यूट्रॉन डिटेक्टर

कॉस्मिक न्यूट्रॉन, अल्फा और बीटा कणों के विपरीत, मिट्टी द्वारा पूरी तरह से अवशोषित नहीं होते हैं। कुछ न्यूट्रॉन स्टोनी बॉडीज की सतह से परावर्तित होते हैं, जबकि वे जमीन में लगभग आधा मीटर तक डुबकी लगाने का प्रबंधन करते हैं। सतह से लौटते हुए, न्यूट्रॉन, एक नियम के रूप में, पहले से ही बहुत धीमी गति से आगे बढ़ रहे हैं, उनकी गति और ऊर्जा इस बात पर निर्भर करती है कि वे जमीन में क्या कर रहे थे। अधिक सटीक रूप से, उनकी मदद से केवल एक पैरामीटर मापा जाता है - हाइड्रोजन सामग्री।



हाइड्रोजन, परमाणुओं के हल्के होने के कारण, लोचदार टक्करों में प्रभावी रूप से न्यूट्रॉन को धीमा कर देता है, और यह दक्षता सीधे इसकी एकाग्रता पर निर्भर करती है। इस मामले में, नि: शुल्क रूप में, मिट्टी में हाइड्रोजन, विशेष रूप से वायुमंडलीय दबाव शून्य हो जाता है। मिट्टी में हाइड्रोजन को संरक्षित करने के लिए, इसे रासायनिक स्तर पर बाध्य होना चाहिए, और पानी सबसे अच्छा उपकरण है। इस प्रकार, सतह के ऊपर उड़ना और "टेक-ऑफ" न्यूट्रॉन की गति पर डेटा एकत्र करना, आप मिट्टी में अनुमानित पानी की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं। बेशक, हम जितना कम उड़ान भरेंगे, डेटा उतना ही सटीक होगा। उपग्रह अब तक प्लस या माइनस सौ किलोमीटर की त्रुटि देते हैं।

यह रूसी उपकरणों LEND और HEND की सहायता से था कि डेटा चंद्रमा और मंगल की सतह मिट्टी में हाइड्रोजन / पानी के वितरण पर प्राप्त किया गया था।



और अगर मार्टियन डेटा पहले से ही दो बार पुष्टि कर चुका है, तो चंद्र अभी भी अपने सत्यापन के लिए इंतजार कर रहे हैं। मंगल ग्रह पर, फीनिक्स लैंडिंग मॉड्यूल सर्कम्पोलर क्षेत्र में उतरा, और जहां HEND ने जमीन में 70% पानी का वादा किया, धूल के नीचे पानी की बर्फ की एक परत सही पाई गई। और गेल क्रेटर में, जहां क्यूरियोसिटी रोवर काम करता है, HEND ने 5% का वादा किया, मिट्टी में पानी की मात्रा 3% से 5% तक होती है, और केवल छह प्रतिशत "oases" कभी-कभी पाए जाते हैं।

इस तरह की सफलता के बाद, HEND, उसका भाई DAN सीधे रोवर पर "बैठ गया", और अब वह अपने पूर्ववर्ती की तरह 300 किमी की ऊंचाई से डेटा एकत्र नहीं करता है, लेकिन 0.5 मीटर है। सच है, ध्वनि की गहराई अभी भी इस मीटर से अधिक नहीं है, लेकिन स्थानिक संकल्प में वृद्धि हुई है। किलोमीटर से लेकर सेंटीमीटर तक।



हालांकि, न्यूट्रॉन डिटेक्टरों की सफलता के बावजूद, उनमें कोई अंतिम भरोसा नहीं है। चंद्रमा पर ग्लेशियर अभी भी अपने खोजकर्ता, और अंतरिक्ष एजेंसियों, साथ ही निजी कंपनियों के लिए इंतजार कर रहे हैं, चंद्रमा के ध्रुवों पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं। हालाँकि उपग्रहों के अनुसार, वहाँ एक नमी सांद्रता है, 4% से अधिक नहीं।

रडार

रेडियो रेंज में ग्रहों की आवाज पृथ्वी से बाहर ले जाने के लिए शुरू किया। 300 मीटर के व्यास के साथ Arecibo रेडियो टेलीस्कोप द्वारा बहुत सी जानकारी दी गई थी। उदाहरण के लिए, 80 के दशक में, उन्होंने गर्म बुध के ध्रुवों पर खोज की, एक अजीब प्रतिबिंब जो पानी बर्फ दे सकता था। वैज्ञानिक लंबे समय तक विश्वास नहीं कर सके कि सूर्य के निकटतम ग्रह पर ग्लेशियर मौजूद हो सकते हैं। मुझे मैसेंजर जांच के परिणामों का इंतजार करना पड़ा, जो न्यूट्रॉन डिटेक्टर और लेजर स्थान की मदद से बर्फ की उपस्थिति की पुष्टि करने में सक्षम था।



आरसीबो ने 2013 के सुपर मून के दौरान प्रभावशाली पेंटिंग दिखाई। चंद्रमा का उपयोग करके, वह प्रलयकारी लावा प्रवाह और "बाढ़" के प्रभावों को समझने में सक्षम है।



यदि आप इन छवियों को कक्षीय स्पेक्ट्रोमीटर से प्राप्त खनिजों के वितरण के नक्शे के साथ जोड़ते हैं, तो आप क्षेत्र का एक विस्तृत भूवैज्ञानिक नक्शा तैयार कर सकते हैं, और सतह के विकास को फिर से बनाना संभव है। हालांकि यह अजीब है कि अब तक एक शक्तिशाली रडार वाले उपग्रह को चंद्रमा पर नहीं भेजा गया है।

लेकिन तीन राडार उपग्रहों ने शुक्र पर उड़ान भरी। इस ग्रह की कक्षा से सतह का अध्ययन करने का कोई अन्य तरीका नहीं है। "वीनस -15 और -16" ने 80 के दशक में उत्तरी ध्रुव की मैपिंग की और फिर 90 के दशक में मैगलन ने एक पूरा नक्शा तैयार किया।



अब कैसिनी शनि की कक्षा में एक समान कक्षा में है। यहां टाइटन के घने वातावरण में प्रवेश करने के लिए रडार का उपयोग किया जाता है। कई उड़ानों के दौरान, अंतरिक्ष स्टेशन धीरे-धीरे शाश्वत घूंघट को खोल देता है और विज्ञान के लिए यह वास्तव में आश्चर्यजनक दुनिया को खोलता है, कुछ मायनों में पृथ्वी के समान अविश्वसनीय रूप से, लेकिन कुछ हड़ताली रूप से अलग है।



मल्टीपल रडार शूटिंग न केवल मैप करने की अनुमति देती है, बल्कि गतिशील प्रक्रियाओं का भी निरीक्षण करती है। इसलिए, द्वीप रहस्यमय तरीके से दिखाई दिया और फिर गायब हो गया, चल रहे मौसमी परिवर्तनों का संकेत माना जाता है। शायद यह मीथेन समुद्र में गिरने वाला हिमखंड था।



अन्य तरंग दैर्ध्य और एक अलग रडार डिजाइन आपको गहराई से चढ़ने की अनुमति देता है। अंतरिक्ष में, मंगल के पास दो अंतरिक्ष यान हैं जो "इको साउंडर्स" से सुसज्जित हैं जो 1-3 किलोमीटर तक ग्रह की पपड़ी में घुसते हैं।

यूरोपीय मार्स एक्सप्रेस अंतरिक्ष यान के एक अध्ययन ने ध्रुवीय बर्फ की शक्ति और संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त करना, पानी के बर्फ से कार्बन डाइऑक्साइड को अलग करना और पानी के भंडार का अनुमान लगाना संभव किया।



उनके स्कैन से ग्रह के उत्तरी गोलार्ध में मार्टियन महासागर के ज्वालामुखी लावा और तलछटी संचय के सैकड़ों मीटर तक दफन प्राचीन क्षुद्रग्रह क्रेटर का पता चला। पहले, वैज्ञानिकों ने मंगल के दक्षिणी और उत्तरी गोलार्ध में उल्का पिंडों की संख्या में स्पष्ट अंतर को दोहराया है, और मार्स एक्सप्रेस ने पहेली को हल करने की अनुमति दी है। अगर किसी को अभी भी उप-मार्टियन "सियोन" में वैक्यूम, सूखे और ठंढ में दफन मार्टर्स के लिए उम्मीदें थीं, तो मेरे लिए बुरी खबर है ...



न्यू होराइजन्स उपकरण में रडार अनुसंधान के लिए भी उपकरण हैं, लेकिन एंटीना के आयाम कई इंटरप्लानेटरी सहयोगियों के लिए नीच हैं इसलिए, अध्ययन वातावरण को खोजने और उसका अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करेगा।

मैं धूमकेतु 67P / Churyumov-Gerasimenko, जो Rosetta और Philae एक जोड़े के लिए किया था के नाभिक के रडार संचरण के परिणामों के लिए तत्पर हैं।

रडार को चंद्रमा पर भी लाया गया था। चीनी "जेड हरे" केवल सौ मीटर तक चलने में कामयाब रहा, लेकिन इस पर भी वह लगभग चार सौ मीटर की गहराई तक, चंद्र सतह के दिलचस्प प्रोफाइल प्राप्त करने में कामयाब रहा । भविष्य में, ऐसी जानकारी चंद्र स्टेशन, आधार या निपटान के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण होगी।



अल्फा-प्रोटॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी

जब अंतरिक्ष यान द्वारा अंतरिक्ष निकायों के अध्ययन की बात आती है, तो अल्फा-प्रोटॉन एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी के क्षणों को छूने के बिना करना लगभग असंभव है।



APXS डिवाइस (अल्फा पार्टिकल X-Ray स्पेक्ट्रोमीटर) सभी NASA रोवर्स पर लगाए गए थे। APXS धूमकेतु 67P / Churyumov-Gerasimenko के नाभिक पर फिला लैंडिंग शिल्प पर उपलब्ध है। सोवियत चंद्रमा रोवर्स पर एक समान उपकरण ( RIFMA ) था।



विधि के संचालन का सिद्धांत गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसा दिखता है, इस अपवाद के साथ कि सेंसर में चार्ज कणों (कुछ प्रकार के रेडियोधर्मी आइसोटोप) का अपना स्रोत है, मुख्य रूप से अल्फा किरणें। अध्ययन किए गए नमूने को विकिरण से विकिरणित किया गया है और यह एक्स-रे रेंज में चमकना शुरू कर देता है।



इसके अलावा, प्रत्येक रासायनिक तत्व अपने तरीके से चमकता है, जो मौलिक रचना के स्पेक्ट्रा प्राप्त करना संभव बनाता है।



यह सौर प्रणाली के अध्ययन के लिए उपकरणों की संपूर्ण समीक्षा नहीं है। एक नियम के रूप में, ऊर्जावान कणों, इंटरप्लेनेटरी रेडिएशन, प्लाज्मा और धूल को रिकॉर्ड करने के लिए इंटरप्लेनेटरी स्पेसक्राफ्ट पर खगोल भौतिकी उपकरण भी रखे गए हैं। इंटरप्लेनेटरी फ्लाइट्स हमें बाहरी स्थान, सूर्य के रिश्ते, ग्रहों और अंतरतारकीय माध्यमों का अध्ययन करने की भी अनुमति देती हैं, लेकिन यह एक और कहानी है।

Source: https://habr.com/ru/post/hi382289/