तीन दिन में मंगल को?

फरवरी के अंत में, कई मीडिया आउटलेट्स ने बताया कि नासा मंगल ग्रह और अन्य ग्रहों पर प्रकाश की गति से उड़ान भरने का एक तरीका लेकर आया था। यह सांता बारबरा, फिलिप लुबिन (फिलिप लुबिन) में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर के काम के बारे में था। संदेशों का अर्थ यह था कि नासा, पूर्वोक्त प्रोफेसर के व्यक्ति में, सौर मंडल के ग्रहों पर और पृथ्वी से लेजर प्रकाश का उपयोग करने के लिए जांच शुरू करने जा रहा था। उन्होंने तीन दिनों में मंगल और अन्य शानदार अवसरों के लिए 100 पाउंड के वाहन की डिलीवरी का वादा किया। जाहिर है, सुर्खियों की स्पष्ट पीलापन के कारण, किसी ने भी यहां और इसी तरह के संसाधनों पर समान समाचार प्रकाशित करने की हिम्मत नहीं की। मैं सोच रहा था कि ज़ोर से सुर्खियों के पीछे क्या है और मुझे क्या पता चला है।

वास्तव में, खबर इतनी ताज़ा नहीं थी, कुछ मीडिया ने इसे 2015 की गर्मियों में वापस प्रकाशित किया। अब इस विषय के लिए प्रोत्साहन ने NASA 360 पॉडकास्ट (और बाद में Space.com साइट द्वारा रिपॉस्ट) द्वारा प्रस्तावित तकनीक को स्पष्ट करते हुए एक वीडियो क्लिप का प्रकाशन दिया है।


इस वीडियो में कोई भी वैज्ञानिक और तकनीकी विवरण नहीं है, लेकिन इसमें शटल लॉन्च और अन्य अंतरिक्ष वीडियो के लगभग पूरी तरह से टुकड़े हैं। यह केवल तकनीक के बारे में कहा जाता है कि यह फोटॉन प्रोपल्शन का उपयोग करने वाला है, अर्थात। फोटोन की पल्स एनर्जी। वास्तव में, एक फोटॉन इंजन का विचार बिल्कुल नया नहीं है, हालांकि, शोधकर्ता एक पूरी तरह से नया दृष्टिकोण सुझाते हैं - गति का संचरण पृथ्वी से या कक्षीय मंच से एक लेजर बीम के साथ एक चलती वस्तु "रोशनी" द्वारा पूरा किया जाता है। इस प्रकार, बोर्ड पर आवश्यक ईंधन भंडार से छुटकारा पाने का प्रस्ताव है, जो वस्तु पर ही है, और यह तर्क दिया जाता है कि इस तरह का दृष्टिकोण निकट-प्रकाश गति को प्राप्त करेगा।


फिलिप लुबिन नासा के DEEP-IN (इंटरस्टेलर एक्सप्लोरेशन के लिए डायरेक्टेड एनर्जी प्रोपल्शन) प्रोजेक्ट के लिए एक प्रोजेक्ट मैनेजर है। अप्रैल 2015 में, उन्होंने "ए रोडमैप टू इंटरस्टेलर फ़्लाइट" नामक एक वैज्ञानिक पत्र प्रकाशित किया , जिसमें उन्होंने पृथ्वी पर स्थापित लेज़रों की एक सरणी का उपयोग करके फोटॉन की गति को एक अंतरिक्ष यान में संचारित करने के लिए एक तकनीक का प्रस्ताव दिया, और सैद्धांतिक संभावना की पुष्टि करने वाली गणना भी प्रदान की। यह तकनीक। अगस्त 2015 में, नासा ने इस समूह के आगे के अध्ययन के लिए $ 100,000 का आवंटन किया।

इसके अलावा, मैं इस काम में उल्लिखित मुख्य बिंदुओं को संक्षेप में बताने की कोशिश करूंगा।

कार्य का परिचय कहता है कि अंतरिक्ष आयु के पिछले 60 वर्षों में, मानव जाति ने अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के विकास में बड़ी सफलता हासिल की है, केवल अंतरिक्ष यान की उच्च गति विशेषताओं के अपवाद के साथ। उदाहरण के लिए, वायेजर -1 ने उड़ान के 37 साल बाद ही सौर प्रणाली को छोड़ने में कामयाबी हासिल की, जिसकी गति 17 किमी / सेकंड है, अर्थात। प्रकाश का 0.006%। यह स्पष्ट रूप से निकटतम तारों तक भी उड़ान भरने के लिए पर्याप्त नहीं है।

ऊर्जा के रिमोट ट्रांसमिशन के लिए, फोटॉन ड्राइवर (फोटॉन ड्राइवर) का उपयोग करने का प्रस्ताव है - लेज़रों की एक सरणी, किलोवाट क्लास, बिल्कुल समान चरणों के साथ, एक एकल प्रकाश स्रोत के रूप में काम करना। इस तरह के दृष्टिकोण से एक एकल महाशक्तिशाली लेजर के विकास को छोड़ना संभव हो जाएगा, साथ ही विशाल ऑप्टिकल सिस्टम (क्योंकि सरणी में प्रत्येक लेजर का अपना ऑप्टिकल सिस्टम है)। इसी तरह के एक सरणी को अन्य अध्ययनों में DE-STAR (डायरेक्टेड एनर्जी सिस्टम फॉर टार्गेटिंग ऑफ एस्ट्रोइड्स एंड एक्सप्लोरेशन) नामक एक अन्य अध्ययन में वर्णित किया गया है। यह सौर पैनलों के संगत सेट की ऊर्जा के कारण सरणी को शक्ति प्रदान करने का प्रस्ताव है।

यह विभिन्न आकार के DE-STAR सरणियों का निर्माण करने के लिए प्रस्तावित है, उनकी संख्या से लघुगणकीय प्रगति में। यानी DE-STAR 1 में 10 मीटर, DE-STAR 2 - 100 मीटर वगैरह का एक साइड होगा। उदाहरण के लिए, अधिकतम आकार DE-STAR-4 की एक सरणी की विशेषताएँ और 50-70 गीगावाट की शक्ति, जो कम पृथ्वी की कक्षा में होने के कारण, 1 मीटर के किनारे के साथ पाल के साथ एक फेमेटोसैट्रील (एकल क्रिस्टल के रूप में बनाया गया) को फैलाने की अनुमति देगा। एक पतली फिल्म से, लगभग 10 मिनट में 26% प्रकाश की गति से। ऐसा उपकरण 30 मिनट में मंगल पर पहुंच जाएगा, 3 दिनों से कम समय में वायेजर -1 से आगे निकल जाएगा और लगभग 15 वर्षों में अल्फा सेंटॉरी तक पहुंच जाएगा। अन्य उदाहरणों के रूप में, यह कहा जाता है कि इस तरह की एक सरणी प्रकाश की गति के बारे में 2% की गति से 100 किलोग्राम वजन वाली वस्तु को तेज कर सकती है, और 10,000 किलोग्राम से 1,000 किमी / सेकंड तक की वजन वाली वस्तु।


यह देखते हुए कि एक फेमटोसेटेलाइट में तेजी लाने के लिए बहुत कम समय लगता है, जिसके बाद लेज़रों की एक सरणी व्यावहारिक रूप से अनावश्यक है, सैद्धांतिक रूप से, आप इस तरह के सैकड़ों उपकरणों को रोजाना लॉन्च कर सकते हैं और एक वर्ष में लगभग 40,000 इकाइयां चला सकते हैं, जो आकाश के एक वर्ग डिग्री के लिए अनुमति देगा ( यह अनुमान लगाया गया है कि सभी फेमटोसैटलाइट्स का कुल द्रव्यमान लगभग 80 किलोग्राम होगा)।

इसके अलावा, काम निकट-प्रकाश गति के लिए वस्तुओं को तेज करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की गणना प्रदान करता है, साथ ही संचरित ऊर्जा को इकट्ठा करने के लिए पाल के आवश्यक आकारों की गणना करता है। यह अंतरिक्ष यान की अपनी जरूरतों के लिए प्राप्त ऊर्जा के हिस्से का उपयोग करने के लिए भी प्रस्तावित है, जो एक तरफ ऊर्जा हस्तांतरण की दक्षता को कम करेगा, और दूसरी ओर, यह स्वयं तंत्र को काफी सुविधा देगा। इसके अलावा, लेज़रों की एक सरणी के निर्माण के लिए आवश्यक डिज़ाइन और गणना दी गई है।

एक गंभीर समस्या डिवाइस की ब्रेकिंग हो सकती है जो जगह पर आ गई है। इस उद्देश्य के लिए, एक स्टार, तारकीय पवन, साथ ही एक तारकीय प्रणाली के प्लाज्मा के साथ चुंबकीय बंधन द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों की ऊर्जा का उपयोग करने का प्रस्ताव है। यह संकेत दिया जाता है कि इन अवसरों का उपयोग करने के तरीके सीखने के लिए कई वर्षों के प्रयोग होंगे, लेकिन स्पैन मिशन अब उपलब्ध हैं।

लेजर सरणियों का उपयोग करने का एक और व्यावहारिक पहलू उपकरणों के साथ लंबी दूरी का संचार हो सकता है। उदाहरण के लिए, गणना फिर से DE-STAR-4 सरणी के लिए 1.06 μm की तरंग दैर्ध्य और 50 गीगावाट की शक्ति के साथ दी गई है। यह कहा जाता है कि 1 प्रकाश वर्ष की दूरी पर प्रकाश स्थान का व्यास 2 * 10 ⁶ मीटर (2,000 किमी) होगा, जो कि 100 किलो वजन की जांच के लिए और 30 मीटर व्यास के साथ एक एंटीना प्राप्त करने पर आपको 2 * 10 ¹⁸ की गति से डेटा प्राप्त करने की अनुमति देगा।बिट / एस (यह मानते हुए कि डिवाइस को 1 बिट को एनकोड करने के लिए 40 फोटोन प्राप्त करने की आवश्यकता है)। इसी समय, बोर्ड पर 10 डब्ल्यू लेजर ट्रांसमीटर होने से, डिवाइस 1 * 10 ⁹ बिट / एस (यानी 1 Gbit / s) की गति से समान तरीके से जानकारी संचारित करने में सक्षम होगा । इसी तरह, यह गणना की जाती है कि प्रॉक्सिमा सेंटॉरी के करीब होने के कारण, यह डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम लगभग 70 Mbit / s की गति प्रदान करेगा। यानी मानवता को वास्तविक समय में पड़ोसी स्टार सिस्टम से प्रसारित वीडियो देखने का अवसर मिलेगा।
लेजर सरणी का उपयोग करने के लिए अतिरिक्त अवसर के रूप में, सैन्य और सुरक्षात्मक उद्देश्यों की पेशकश की जाती है, उदाहरण के लिए, क्षुद्रग्रहों के खिलाफ सुरक्षा, साथ ही अलौकिक सभ्यताओं को संकेत संचरण।

लेख के अंत में, 70 गीगावाट की क्षमता वाले लेजर सरणी का उपयोग करके भेजे गए भविष्य के अंतरिक्ष यान के लिए कुछ गणनाएं दी गई हैं:

1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 ग्रा	0.85 मी	186 एस	4.01 * 10 9 मीटर	4.31 * 10 7 मी। / से	0.14	6.10 * 10 7 m / s	0.20	2.37 * 10 4 जी
10 ग्रा	2.7 मी	1050 एस	१.२ 1. * १० १० मी	२.४३ * १० 43 मी। / से	0.081	3.43 * 10 7 m / s	0.11	2.37 * 10 3 जी
100 ग्रा	8.5 मी	5880 एस	4.01 * 10 10 मीटर	१.३६ * १० 36 मी। / से	0.046	1.93 * 10 7 m / s	0.064	237 जी
1 किग्रा	27 मी	3.32 * 10 4 एस	१.२ 1. * १० ११ मी	7.67 * 10 6 m / s	0.026	1.08*107 /	0.036	23.7 g
10	85	1.86*105	4.01*1011	4.31*106 /	0.014	6.10*106 /	0.020	2.37 g
100	270	1.06*106	1.27*1012	2.43*106 /	0.0081	3.46*106 /	0.011	0.237 g
1000	850	5.88*106	4.01*1012	1.36*106 /	0.0046	1.93*106 /	0.0064	0.0237 g
10 000	2.7	3.32*107	1.27*1013	7.67*105 /	0.0026	1.08*106 /	0.0036	2.37*10-3 g
100 000	8.5	1.86*108	4.01*1013	4.31*105 /	0.0014	6.10*105 /	0.0020	2.37*10-4 g

3. , ,
4. ,
9. ,

इस प्रकार, लेख कहता है कि प्रस्तावित तकनीक, इसकी शानदार प्रकृति के बावजूद, निकट भविष्य में काफी संभव है और वर्महोल, टेलीपोर्टेशन और एंटी-मैटर इंजन की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक वास्तविक है। बेशक, यह कुछ समय लेगा जब तक कि प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए पर्याप्त रूप से अंतरिक्ष यान का वजन इकाइयों की ग्राम और लेजर सरणियों को त्वरण के लिए आवश्यक न हो। इससे सहमत होने या न होने के लिए - हर कोई अपने लिए फैसला कर सकता है। मेरे लिए यह महत्वपूर्ण है कि नासा ने भी इस काम में एक स्वस्थ अनाज देखा और आगे के विकास के लिए धन दे रहा है। अगले चरण गति को स्थानांतरित करने के लिए प्रौद्योगिकी का पहला जमीनी परीक्षण हो सकता है, और फिर विभिन्न शक्तियों के पृथ्वी लेजर सरणियों की कक्षा में परीक्षण किया जा सकता है।

जैसी कि उम्मीद थी, प्रस्तावित सिद्धांत में विरोधी हैं। वर्तमान समय में इस तरह के अंतरिक्ष यान को लॉन्च करने की तकनीकी असंभवता के अलावा, अन्य सैद्धांतिक और व्यावहारिक कठिनाइयों का भी उल्लेख किया गया है। उदाहरण के लिए, वे कहते हैं कि लेज़र सेल लेज़र सिस्टम के संचालन के दौरान बहुत गर्म है, या यदि पाल (और इसे प्राप्त 99.99% ऊर्जा को प्रतिबिंबित करना चाहिए) 70 गिगावाट ऊर्जा को वापस लेज़र सरणी में प्रतिबिंबित करता है, तो बाद वाले का अभिवादन नहीं किया जाएगा। वे न्यूटन के तीसरे नियम का भी उल्लेख करते हैं, जिसके अनुसार एक विशाल प्रतिरूपण बल अंतरिक्ष प्लेटफ़ॉर्म पर काम करेगा, जिस पर लेजर की सरणी स्थापित की जाएगी (हालांकि उसी आलोचकों की गणना के अनुसार, प्लेटफ़ॉर्म अपने आप में लगभग 300,000 टन का भारी द्रव्यमान होगा)।

किसी भी मामले में, समय बताएगा कि कौन सही था और कौन नहीं।

मैं लेख में वर्णित उपकरणों के लिए "फीमेलो उपग्रह" शब्द के उपयोग के लिए माफी माँगता हूँ, क्योंकि मूल शब्द "वेफर स्केल स्पेसक्राफ्ट" का उपयोग करता है, जो कि किसी भी शब्द से नहीं जाना जाता है।

लिंक की सूची:

1. स्पेस डॉट कॉम पर समाचार
2. नासा की वेबसाइट पर प्रोजेक्ट पेज
3. खुद का प्रोजेक्ट पेज
4. विकिपीडिया पर प्रोजेक्ट पेज

Source: https://habr.com/ru/post/hi391537/