क्यों भविष्य में अंतरिक्ष यान एक्सट्रूज़न द्वारा बनाए जाएंगे

पहले कृत्रिम उपग्रह को कक्षा / लगभग में रखे जाने के बाद से मनुष्य के चंद्रमा पर आने और [६२ साल से ५० साल बीत चुके हैं। अनुवाद।], लेकिन, उस क्षण से प्राप्त सभी अविश्वसनीय तकनीकी विकास के बावजूद, हमें अभी भी अपोलो कार्यक्रम की तुलना में आगे गहरे स्थान पर जाना है। विशाल छलांग, जिसका सभी को चांद के उतरने के बाद इंतजार था, उदाहरण के लिए, वीनस के लिए एक मानवयुक्त उड़ान, ऐसा नहीं हुआ। तब से, हम कम पृथ्वी की कक्षा (डीओई) में फंस गए हैं, और गहरी जगह पर लौटने में कुछ और वर्षों तक लगातार देरी हो रही है।

लेकिन क्यों? संक्षेप में, अंतरिक्ष यात्रा बेहद महंगी है। वे खतरनाक और जटिल भी हैं, लेकिन अंतिम तर्क अविश्वसनीय स्कोर से पहले फीका पड़ जाता है, जो किसी भी देश का सामना करेगा, जब वह पृथ्वी की सतह से कुछ सौ किलोमीटर से अधिक ऊपर लोगों को अंतरिक्ष में भेजने की कोशिश करेगा। हमें इस पत्थर से उड़ने का मौका देने के लिए, एक किलोग्राम कार्गो को कक्षा में रखने की लागत में तेजी से गिरावट होनी चाहिए।

सौभाग्य से, हम अंत में इस मोर्चे पर सकारात्मक विकास का निरीक्षण करने लगे हैं। निजी अंतरिक्ष कंपनियां पेलोड को अंतरिक्ष में डालने की लागत को कम करना शुरू कर रही हैं। सबसे अच्छे वर्षों में, अंतरिक्ष यान एनओयू में $ 500 मिलियन प्रति लॉन्च की लागत से 27500 किलोग्राम कार्गो लॉन्च कर सकता है। आज, स्पेसएक्स का फाल्कन हेवी $ 100 मिलियन से कम में 63,800 किलोग्राम कार्गो ले जा सकता है। अब तक, एक ट्रिफ़ल नहीं, बल्कि लगभग क्रांतिकारी परिवर्तन।


फाल्कन हेवी रॉकेट पेलोड मॉड्यूल

हालांकि, वहाँ एक अति सूक्ष्म अंतर है। स्पेसएक्स और अन्य निजी कंपनियों द्वारा निर्मित रॉकेट अपेक्षाकृत छोटे हैं। हालाँकि फाल्कन हैवी लोड को शटल से दोगुना से अधिक बढ़ाता है, लेकिन इसकी आंतरिक मात्रा बहुत कम है। यह एक समस्या नहीं होगी यदि हम अंतरिक्ष में सीसा ईंटें ले जाते हैं, लेकिन मनुष्यों के लिए किसी भी अंतरिक्ष यान को अपेक्षाकृत बड़ा बनाना होगा, और इसमें बहुत अधिक खाली स्थान होना चाहिए। उदाहरण के लिए, सबसे बड़ा आईएसएस मॉड्यूल फाल्कन हेवी फेयरिंग में शारीरिक रूप से फिट नहीं होगा, हालांकि इसका वजन केवल 15,900 किलोग्राम है।

सीमित मात्रा के साथ मिसाइलों की क्षमताओं को अधिकतम करने के लिए, मानवयुक्त जहाजों के विकास और निर्माण के दृष्टिकोण को बदलना आवश्यक है। विशेष रूप से लंबी अवधि की उड़ानों के लिए डिज़ाइन किया गया। यह पता चला है कि यह इस विषय पर है कि बहुत दिलचस्प अध्ययन किए जा रहे हैं। इकट्ठे जहाज को कक्षा में भेजने के बजाय, यह आशा की जाती है कि अंत में हम कच्चे माल को अंतरिक्ष में भेजने और जगह में सब कुछ प्रिंट करने में सक्षम होंगे।

अतिरिक्त विधानसभा की आवश्यकता है

आईएसएस को अपने वर्तमान राज्य में इकट्ठा करने में 20 से अधिक वर्षों और 36 शटल लॉन्च हुए, हालांकि, कुल मिलाकर, सभी मॉड्यूल लगभग 400,000 किलोग्राम हैं। यदि हम केवल कुल द्रव्यमान के साथ काम कर सकते हैं, यदि हम आईएसएस को पिघला सकते हैं और इसे घनीभूत रूप में कक्षा में डाल सकते हैं, तो ब्लू ओरिजिन से फाल्कन हेवी या न्यू ग्लेन जैसे वाणिज्यिक रॉकेट कुछ उड़ानों में ऐसा कर सकते हैं।

जाहिर है, ऐसी कोई तकनीक नहीं है जो हमें किसी प्रकार के तरल से मंगल ग्रह की उड़ान के लिए एक कार्यशील अंतरिक्ष स्टेशन या कक्षा में इकट्ठा करने की अनुमति दे। लेकिन कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एमएमडी) प्रौद्योगिकी, या 3 डी प्रिंटिंग की वर्तमान स्थिति के साथ, हम कक्षा में बड़ी संरचनाएं बना सकते हैं। कल्पना कीजिए कि हमने कच्चे माल और एक रोबोटिक प्रिंटर के साथ एक भरे हुए रॉकेट को नेत्रगोलक में लॉन्च किया और संरचनात्मक भागों से बाहर निकालने और संयोजन करने में सक्षम है।


रोबोट के हाथ 3 डी प्रिंटर गाइड इकट्ठा करते हैं

इस मामले में, एक भारी रॉकेट, सिद्धांत रूप में, एक खेत के निर्माण के लिए सामग्री एकत्र कर सकता है, जिसका आकार उस सब से अधिक होगा जो मानव जाति ने कभी अंतरिक्ष में डाला है। कोर प्रिंटिंग के पूरा होने पर, निम्नलिखित लॉन्च उपकरण और वितरित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, टीम के लिए सौर पैनल और आवासीय मॉड्यूल। और यद्यपि उनकी रचना को अभी भी पृथ्वी पर विधानसभा के काम की आवश्यकता होगी, कक्षा में "कंकाल" बनाने की क्षमता अविश्वसनीय रूप से ऐसी संरचनाओं के निर्माण के समय और लागत को कम करेगी।

यह आपके लिए विज्ञान कथा की तरह लग सकता है, लेकिन यह ऐसी क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए था जो हाल ही में नासा से माउंटेन व्यू, कैलिफोर्निया से मेड इन स्पेस अनुबंध प्राप्त हुआ था। अगले कुछ वर्षों में, कंपनी ने Archinavt-1 उपग्रह को लॉन्च करने की योजना बनाई है, जो अंतरिक्ष में 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करने में सक्षम है, जिसने पहली बार 2014 में आईएसएस पर सवार किया था। कक्षा में प्रवेश करने के बाद, उपग्रह जहाज के दोनों किनारों से निकलकर 10 मीटर लंबा दो बीम बनाएगा। यदि सफल रहा, तो आर्किनाट का "विंगस्पैन" शटल की तुलना में अधिक होगा; इस तथ्य के बावजूद कि वह प्रक्षेपण यान "इलेक्ट्रॉन" 1.2 मीटर के एक छोटे डिब्बे में अंतरिक्ष में जाएगा।

गीला कार्यशाला लिस्टिंग

अपोलो कार्यक्रम के लिए बड़े पैमाने पर शनि -5 रॉकेट को विकसित करते समय, वर्नर वॉन ब्रॉन को एक शानदार विचार मिला। ईंधन के बाहर निकलने के बाद इसे छोड़ने के बजाय रॉकेट के दूसरे चरण को एक अलग अंतरिक्ष स्टेशन के रूप में उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

उनका मानना ​​था कि तरल हाइड्रोजन का एक टैंक अंतरिक्ष यात्रियों को रहने और काम करने के लिए पर्याप्त जगह देगा - उन्हें केवल शेष गैस को अंतरिक्ष में रखने की आवश्यकता है। फिर, दूसरे रॉकेट पर पहुंचने वाली टीम टैंक के ऊपरी हिस्से में हैच खोलेगी और "उपकरण मॉड्यूल" में प्रवेश करेगी, जिसमें इन्वेंट्री, उपकरण और डॉकिंग गेट होगा।



दुर्भाग्य से, यह काल्पनिक स्टेशन, जिसे "गीला कार्यशाला" कहा जाता था, क्योंकि यह तरल हाइड्रोजन के साथ अंतरिक्ष में जाना चाहिए था, ड्राइंग बोर्ड से परे नहीं गया था। नतीजतन, नासा ने शनि -5 के तीसरे चरण को पृथ्वी पर सीधे एक अलग अंतरिक्ष स्टेशन से लैस करने का फैसला किया, और इसे सीधे अंतरिक्ष में लॉन्च किया। तथाकथित "ड्राई वर्कशॉप" अंततः स्काईलैब में बदल गया, जो पहला अमेरिकी अंतरिक्ष स्टेशन था।

और यद्यपि 3 डी प्रिंटिंग उन वर्षों में कल्पना के रूप में वर्नर वॉन ब्रौन के रूप में "गीला" नहीं है, यह अंततः हमें एक समान सिद्धांत पर अंतरिक्ष स्टेशन बनाने की अनुमति दे सकता है। लॉकहीड मार्टिन और रिलेटिविटी स्पेस जैसी कंपनियां पृथ्वी पर ईंधन टैंक बनाने के लिए पहले से ही 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रही हैं। यदि अंतरिक्ष में खेतों को प्रिंट करने का प्रयास मेड इन स्पेस में सफल होता है, तो अगला तार्किक कदम अंतरिक्ष के लिए मुद्रण टैंक के लिए इस तकनीक का अनुकूलन करना होगा।

यदि अंतरिक्ष में पर्याप्त शक्ति और व्यास के एक खोखले सिलेंडर को प्रिंट करना संभव होगा, तो इसमें हैच स्थापित करना और हवा को पकड़ना संभव होगा। लीक की जाँच करने के बाद, लोगों की टीमें ऐसे सिलेंडर में स्टेशनों या जहाजों के लिए आवासीय मॉड्यूल में बदलने के लिए आवश्यक उपकरण और सभी उपकरण स्थापित कर सकती हैं। इस तरह के प्रिंट किए गए मॉड्यूल मिशन की जरूरतों के आधार पर - किसी भी लम्बाई के बनाए जा सकते हैं, जिसमें लंबाई भी शामिल है, जो किसी भी मौजूदा या नियोजित मिसाइल पर पेलोड की क्षमता से अधिक हो।

चाँद से और परे

कक्षा संरचनाओं में छपी मानव जाति की चाँद पर वापसी और मंगल ग्रह की भविष्य की यात्रा में भूमिका निभा सकते हैं। निर्माण सामग्री के साथ रॉकेट लॉन्च करके संभावित बचत को अनदेखा किया जाना बहुत अच्छा है। इस दृष्टिकोण में निश्चित रूप से इसकी तकनीकी समस्याएं हैं, लेकिन आईएसएस बोर्ड पर पहले से ही 3 डी प्रिंटिंग के साथ किए जा रहे अध्ययनों को देखते हुए, वे असाध्य नहीं दिखते हैं।

हालांकि, लोगों को हमारे निकटतम आकाशीय पड़ोसी, लाल ग्रह से कोई फर्क नहीं पड़ता, वे लगभग निश्चित रूप से 3 डी प्रिंटिंग को एक अमूल्य उपकरण पाएंगे। यद्यपि हम अभी सीख रहे हैं कि अंतरिक्ष में कैसे प्रिंट किया जाए, हमारे पास ठोस जमीन पर एडिटिव विनिर्माण में कई दशकों का अनुभव है। चंद्रमा या मंगल पर कम गुरुत्वाकर्षण, मौलिक रूप से MMN के भौतिकी को नहीं बदलेगा, और स्थानीय सामग्री उनसे बड़ी संरचना बनाने के लिए उपयुक्त हो सकती है।

तो क्या लोग 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग स्पेस स्टेशन बनाने के लिए करेंगे जहां वे प्रशिक्षण लेते हैं, एक जहाज जिस पर वे पृथ्वी छोड़ेंगे, या संरचनाएं जहां वे ग्रहों की सतह पर अनुसंधान करेंगे, एक बात स्पष्ट है: यह तकनीक भविष्य के अध्ययन के लिए एक अमूल्य उपकरण बन जाएगी। दूसरी दुनिया।