चंद्र आधार के लिए कार्य

पिछले लेख में, हमने इस बारे में बात की थी कि कैसे नासा चंद्रमा की कक्षा में एक गेटवे स्टेशन का निर्माण करने जा रहा है, और यह क्या कार्य कर सकता है। आर्टेमिस कार्यक्रम के भाग के रूप में, वर्तमान में केवल लैंडिंग पर विचार किया जा रहा है, लेकिन वैश्विक अर्थों में, चंद्र आधार का निर्माण अगला तार्किक कदम होना चाहिए। यहां हम यह पता लगाएंगे कि यह किन कार्यों को हल करेगा, इसे कैसे बनाया जा सकता है और यह क्या लाभ ला सकता है।


यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के कलाकार द्वारा प्रस्तुत चंद्र आधार

जगह

अभियानों के विपरीत, जो सैद्धांतिक रूप से कहीं भी उतर सकता है, स्थायी समाधान के लिए स्थान का चुनाव बहुत महत्वपूर्ण है। इसके फायदों का उपयोग किया जाएगा, और नुकसान सालों तक झेलना पड़ेगा। और चंद्र कक्षा के पैरामीटर आधार के लिए कई संभावित अधिक दिलचस्प स्थानों का निर्धारण करते हैं।



डंडे। इस तथ्य के कारण कि चंद्रमा के रोटेशन की धुरी ग्रहण के लिए लगभग लंबवत है, ध्रुवों पर दोनों क्षेत्र हैं जो लगभग लगातार जलाए जाते हैं, और उन स्थानों पर जहां सूरज की रोशनी बिल्कुल भी नहीं पड़ती है। प्रबुद्ध क्षेत्र चंद्र आधार के लिए सौर पैनलों के प्लेसमेंट के लिए स्पष्ट उम्मीदवार हैं, और अनन्त रात के क्षेत्रों में, पानी की बर्फ सीधे सतह पर पाई जाती है और खेत पर निष्कर्षण और उपयोग के लिए सबसे सुविधाजनक है। सबसे दिलचस्प जगहें दक्षिण ध्रुव पर स्थित हैं: मालापर्ट चोटी, जो कि चंद्र वर्ष के सूर्य 74%, और शाटनटन क्रेटर द्वारा, अनन्त रात के क्षेत्र में स्थित है।


चंद्रमा का दक्षिणी ध्रुव, JAXA छवि

एक दिलचस्प तथ्य: चंद्रमा की सतह दिन के दौरान 127 ° C तक गर्म होती है, और रात में -173 ° C तक शांत हो जाती है। लेकिन अपोलो के अभियानों में पाया गया कि आधे मीटर से अधिक की गहराई पर तापमान व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है। पहले से ही 50 सेमी की गहराई पर, माप -24 डिग्री सेल्सियस दिखाया गया , और 120 सेमी की जांच के अंत में तापमान -16 डिग्री सेल्सियस था। फिर भी, पानी की बर्फ स्पष्ट रूप से ध्रुवों की ओर बढ़ती है और वहां बहुत अधिक मात्रा में पाई जाती है।

इक्वेटोरियल लिम्ब। जब पृथ्वी से देखा जाता है तो अंग चंद्र डिस्क का किनारा होता है। इस तथ्य के कारण कि चंद्रमा को एक तरफ पृथ्वी पर बदल दिया जाता है, अंग क्षेत्र दृश्य पक्ष (रिपीटर्स की आवश्यकता के बिना निरंतर संचार) और रिवर्स (कोई स्थलीय रेडियो हस्तक्षेप नहीं है, जो गंभीरता से रेडियो टेलीस्कोप में हस्तक्षेप करता है) के लाभों को जोड़ता है। और ध्रुवों के विपरीत, भूमध्य रेखा पूरे खगोलीय क्षेत्र की खगोलीय टिप्पणियों की अनुमति देता है। नासा में , पूर्वी सागर पर स्मिथ सागर में शुबर्ट क्रेटर और पश्चिम में रिक्कीली क्रेटर को चंद्र आधार के लिए संभावित रूप से दिलचस्प स्थान माना जाता था।


स्मिथ सागर, पृथ्वी से दृश्य

डिज़ाइन

लूनर बेस, नासा इलस्ट्रेशन

चंद्र आधार एक अन्य खगोलीय पिंड पर पहला मानव निपटान होगा। शायद किसी दिन अनुभव के साथ विभिन्न ग्रहों और उपग्रहों के लिए विशिष्ट समाधान होंगे, लेकिन अभी तक सबसे अच्छे तरीके अज्ञात हैं, और डिजाइनरों की कल्पना विभिन्न प्रकार के विकल्पों को जन्म देती है जिनमें उनके पेशेवरों और विपक्ष हैं।

हमारी सामान्य पृथ्वी से अलग चंद्रमा पर जीवन कैसा है? वातावरण की कमी न केवल स्पेससूट की आवश्यकता को पूरा करती है। पृथ्वी का वातावरण हमें उल्कापिंड और ब्रह्मांडीय विकिरण से आश्रय देता है। इसलिए, चंद्र ठिकानों की कई परियोजनाएं दोनों खतरनाक कारकों के खिलाफ सुरक्षा का सुझाव देती हैं। विकल्प बहुत अलग हो सकते हैं - बेस मॉड्यूल को खाइयों में बिछाने या गड्ढा की दीवार में सुरंग खोदने और आधार को मानव निर्मित गुफाओं में रखने का प्रस्ताव था। आप जगह में एक छत का निर्माण भी कर सकते हैं और इसके ऊपर रेजोलिथ डाल सकते हैं। इसी समय, खुले-खड़े मॉड्यूल की परियोजनाएं भी थीं, जिनकी सुरक्षा रचनात्मक समाधान द्वारा सुनिश्चित की जाएगी।

इसके अलावा, स्थिर आधार की समस्या यह है कि आसपास के वातावरण को जल्दी से खोजा जाएगा, और अनुसंधान के लिए नए डेटा एकत्र करने के लिए अभियानों को आगे और आगे बढ़ना होगा। इस समस्या को विभिन्न तरीकों से हल करने का भी प्रस्ताव था। स्पष्ट समाधान यह है कि आपके गियर किट में सभी इलाके वाहनों को जोड़ा जाए। लेकिन अधिक मूल विकल्प थे जब वे आधार मोबाइल बनाना चाहते थे, इसे सड़क गाड़ियों या यहां तक ​​कि विशाल ट्रैक किए गए वाहनों के रूप में ले गए।


21 वीं सदी की शुरुआत के चंद्र आधार की परियोजना

21 वीं सदी की प्रौद्योगिकी, निश्चित रूप से, चंद्र ठिकानों की परियोजनाओं पर प्रभाव डालती थी। 2014 में प्रकाशित यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की परियोजना बहुत अच्छी तरह से विकसित दिखती है और बड़ी संख्या में संभावित सफल विचारों का प्रतीक है। सबसे पहले, आधार को न्यूनतम मानव भागीदारी के साथ मौके पर बनाया गया है। यह लाभप्रद है क्योंकि यह पृथ्वी से रोबोटों को नियंत्रित करने के लिए अपेक्षाकृत सरल है, आप अनावश्यक जल्दबाजी के बिना निर्माण कर सकते हैं, और लोग पहले से तैयार साइट पर उड़ जाएंगे। दूसरा विचार एक तह राज्य में वितरित परिवर्तनीय मॉड्यूल का उपयोग, फुलाया और बाहर से रेजोलिथ के साथ कवर किया गया है। दरअसल, स्थानीय निर्माण सामग्री की उपस्थिति में, उनका उपयोग करना तर्कसंगत है, न कि आपके साथ सब कुछ ले जाने के लिए। तीसरा विचार निर्माण में 3 डी प्रिंटिंग का सक्रिय उपयोग है। 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित असर वाली दीवार के रूप में आधार का बाहरी आवरण, मॉड्यूल पर केवल रेजोलिथ डालने के विचार से बहुत बेहतर है। 2013 में, एक चंद्र मिट्टी सिम्युलेटर से डेढ़ टन वजन की दीवार ईएसए पर मुद्रित की गई थी। यह उत्सुक है कि अंतरिक्ष की स्थितियों में सूरज की किरणों द्वारा सीधे पिघलने वाले रेजोलिथ को प्रिंट करना संभव है, और हाल के वर्षों में इस तरह के प्रयोग किए गए हैं । 2017 में, कोलोन में जर्मन एयरोस्पेस सेंटर ने 1000 डिग्री सेल्सियस तक रेजोलिथ को गर्म किया। साथ ही रेगोलाइट प्रोजेक्ट के ढांचे में, मोबाइल प्रिंटहेट्स के प्रोटोटाइप का सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है। 2019 में, नासा ने चंद्रमा या मंगल ग्रह के लिए उपयुक्त इमारतों की 3 डी प्रिंटिंग प्रतियोगिता की मेजबानी की ।

कार्य

चंद्र आधार क्या करेगा? कई संभावित दिलचस्प दिशाएँ पहले से ही स्पष्ट हैं।

सबसे पहले, मानवता एक और खगोलीय पिंड पर रहना सीख जाएगी। प्राचीन काल में पृथ्वी पर, मैत्रीपूर्ण क्षेत्रों का पता लगाने के लिए लोग पहले नहीं हैं, होमो सेपियन्स के प्रतिनिधि ठंड आर्कटिक से लेकर पोलिनेशिया के द्वीपों तक फैले हुए हैं, हर जगह नई परिस्थितियों में जीवन के लिए तकनीक का निर्माण करते हैं। इसी समय, चंद्रमा और मंगल पर रहने की स्थिति काफी करीब है, और चंद्र आधार के लिए विकसित तकनीकों का उपयोग लाल ग्रह को उपनिवेश बनाने के लिए किया जा सकता है। इसी समय, चंद्रमा के लिए अद्वितीय समस्याएं हैं। पृथ्वी के वायुमंडल और यहाँ तक कि मंगल के प्रभाव से चट्टानों का क्षरण हुआ, रेत के दाने एक दूसरे के खिलाफ घिस गए और चिकना हो गए। और चंद्र चट्टानों का निर्माण अत्यंत उच्च अपघर्षक गुणों वाली सामग्री से होता है। चंद्रमा की धूल इतनी कांटेदार है कि अपोलो कार्यक्रम में सतह पर उतरने वाले सभी 12 अंतरिक्ष यात्रियों ने "मून एलर्जी" की सूचना दी - गले में खराश, आँखें, नाक बहना और छींकना, जो कुछ दिनों के बाद ही गुजर गए। उन लोगों के लिए जो लंबे समय तक चंद्र सतह पर काम करेंगे, सर्वव्यापी धूल एक गंभीर खतरा बन जाएगा - यह फेफड़े के ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकता है और यहां तक ​​कि सैद्धांतिक रूप से रक्तप्रवाह में जाने और अन्य अंगों को घायल करने का मौका है, मस्तिष्क तक। तंत्र के चलने वाले हिस्सों के लिए घर्षण चंद्रमा की धूल भी मुश्किल होनी चाहिए। लेकिन यह प्रभाव कितना गंभीर होगा, यह अभ्यास में जांचना आवश्यक है, क्योंकि मौजूदा रेजोलिथ सिमुलेटर अभी तक अच्छे नहीं हैं - चंद्रमा की धूल में एक इलेक्ट्रिक चार्ज है, और जमीन बेसाल्ट पर आधारित सिमुलेटर जो अभी उत्पादित किए जा रहे हैं, उनमें समान इलेक्ट्रोस्टैटिक विशेषताओं या सतह गुण हैं। इसके अलावा, चंद्र मिट्टी का एक सिम्युलेटर बनाने के लिए चट्टानों की यांत्रिक पीस चंद्रमा की धूल की तुलना में बहुत कम अपघर्षक गुणों के साथ धूल उत्पन्न करता है।


चंद्रमा पर स्वचालित ऑक्सीजन संयंत्र, नासा बेस की परियोजनाओं में से एक

इसके अलावा, आकाशीय शरीर पर आधार आपको स्थानीय संसाधनों का उपयोग करने के तरीकों का अध्ययन करने की अनुमति देगा। पहले से ही दिखाए गए निर्माण के लिए मिट्टी के उपयोग के अलावा, अन्य विकल्प संभव हैं। चंद्र रेजोलिथ में 42% ऑक्सीजन, 21% सिलिकॉन, 13% लोहा, 7% एल्यूमीनियम होता है, इन सामग्रियों को कैसे निकालना और उपयोग करना सीखना बहुत वांछनीय है। इसमें बंद जीवन-समर्थन प्रणालियों के निर्माण पर काम भी शामिल है - अधिक सामग्री और उपकरण पृथ्वी से वितरित नहीं किए जाएंगे, लेकिन स्थानीय रूप से उत्पादित किए जाएंगे, करीब मंगल और अन्य खगोलीय पिंडों का विकास होगा।

चंद्र आधार की तीसरी संभावित भूमिका लॉजिस्टिक है। वायुमंडल की अनुपस्थिति में, रॉकेट-चालित लॉन्च वाहनों का निर्माण और गॉसियन गन या रेलगुन (विद्युत चुम्बकीय द्रव्यमान त्वरक) के साथ पेलोड को कक्षा में रखना संभव है। लेकिन किस तरह का कार्गो? काश, कई शानदार कार्यों के विपरीत, चंद्रमा पर हीलियम -3 के निष्कर्षण का कोई आर्थिक या भौतिक अर्थ नहीं है। सबसे पहले, ट्रिटियम के क्षय में प्राकृतिक रूप से हीलियम -3 बनता है, जो बदले में परमाणु हथियारों में इस्तेमाल होता है। 2010 में, हीलियम -3 की वार्षिक वैश्विक खपत 40 हजार लीटर अनुमानित की गई थी , और हाल के वर्षों में कीमत सैकड़ों से हजारों डॉलर प्रति लीटर तक पहुंच गई है, जबकि चंद्रमा पर हीलियम -3 की निकासी और पृथ्वी पर इसकी डिलीवरी में कई गुना अधिक खर्च होगा। दूसरे, लाल सागर की निचली मिट्टी से सोना निकालना आसान है - प्रति टन गाद में 5 ग्राम सोना है, और चंद्र रेजोलिथ में हीलियम -3 की मात्रा 1 ग्राम प्रति 100 टन अनुमानित है । और अंत में, हीलियम -3 का उपयोग करते हुए परमाणु संलयन प्रतिक्रिया के प्रकार को ड्यूटेरियम-ट्रिटियम की तुलना में बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे लागू करना अधिक कठिन होता है - मौजूदा सामग्री लंबे समय तक ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्रतिक्रिया के तापमान का सामना नहीं कर सकती है और इसके अलावा, विकल्प का सामना नहीं करेगी। हीलियम -3 का उपयोग करना। इसी समय, चंद्र आधार का आर्थिक अर्थ संभावित रूप से संभव है । लेकिन अंतरिक्ष यान को ईंधन भरने के लिए ईंधन एक उपयोगी कार्गो हो सकता है। रेगिस्तान में, पानी सोने की तुलना में बहुत अधिक मूल्यवान है, और अंतरिक्ष के शून्य में, सबसे कीमती चीजों में से एक ईंधन की आपूर्ति है। और प्रणाली, जब अन्य ग्रहों के लिए उड़ान भरने से पहले अंतरिक्ष यान एक निकट-चंद्रमा स्टेशन के साथ डॉक करेगा और चंद्रमा पर निकाले गए ईंधन के साथ ईंधन भरने, सैद्धांतिक रूप से बहुत प्रभावी हो सकता है।


मास्टर चंद्रमा, खेल Anno 2205 से फ्रेम। खेल में, बस चंद्र आधार हीलियम -3 के निष्कर्षण के लिए बनाया जा रहा है

और अंत में, चंद्र आधार वैज्ञानिक डेटा एकत्र करेगा। चंद्रमा का भूविज्ञान बहुत दिलचस्प है, क्योंकि हमारे उपग्रह की उत्पत्ति के बारे में अभी भी विवाद हैं। तिथि करने के लिए, एक विशाल टकराव की परिकल्पना, जब प्रोटो-अर्थ एक खगोलीय पिंड के साथ मंगल के आकार के साथ टकरा गया, तथ्यों द्वारा सबसे अधिक पुष्टि की जाती है। लेकिन ऐसे तथ्य भी हैं जिनके बारे में यह परिकल्पना खराब प्रतिक्रिया करती है, और समानांतर में अन्य संस्करण भी हैं: चंद्रमा तेजी से घूमने वाले प्रोटो-अर्थ से अलग हो गया, या यह कि दोनों आकाशीय पिंड समानांतर में बने। इसके अलावा, चंद्रमा, संभवतः, एक उल्कापिंड बमबारी के कारण कई प्रोटोलुन्स की टक्कर का परिणाम है या उत्पन्न हुआ है। चंद्र आधार आपको चंद्रमा के भूविज्ञान पर डेटा एकत्र करने की अनुमति देगा और संभवत: अंत में देखे गए तथ्यों में से सबसे अधिक प्रासंगिक के रूप में एक परिकल्पना को मंजूरी देगा। चंद्रमा की चट्टानों पर वैक्यूम और सौर विकिरण के संपर्क में आने वाले अरबों वर्षों का परिणाम भी बहुत दिलचस्प है। भूविज्ञान के अलावा, खगोलीय टिप्पणियों के लिए चंद्र की स्थिति सुविधाजनक है - एक रेडियो टेलीस्कोप एक प्राकृतिक बाधा द्वारा पृथ्वी के हस्तक्षेप से बंद किया जा सकता है, एक ऑप्टिकल टेलीस्कोप वायुमंडलीय हस्तक्षेप के बिना आदर्श परिस्थितियों में काम करेगा, और एक्स-रे और लंबी-लहर दूरबीनों को वायुमंडल द्वारा अवरुद्ध नहीं किया जाएगा। साथ ही, अद्वितीय विशेषताएं इंटरफेरोमीटर मोड में जमीन और चंद्र दूरबीनों का काम देंगी। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच एक दूसरे से थोड़ा अधिक प्रकाश की दूरी आपको एक अद्वितीय संकल्प के साथ दूरबीन बनाने की अनुमति देती है। स्पेक्टर-आर इंटरफेरोमीटर मोड में तुलनीय दूरी पर काम करना हबल की तुलना में हजार गुना "तेज" था, चंद्र रेडियो टेलीस्कोप में समान विशेषताएं होंगी, और ऑप्टिकल रेंज में आप एक जटिल बना सकते हैं जो सामान्य जमीन की तुलना में 60 गुना तेज है।

निष्कर्ष

इस तथ्य के बावजूद कि चंद्र आधार एक गैर-दूर के भविष्य की बात है, अब यह लगभग स्पष्ट है कि यह क्या है, और इस पर पहले से ही प्रौद्योगिकियों का निर्माण करने के लिए काम चल रहा है।

लेखक के संस्करण में प्रकाशित "यूनिवर्स, स्पेस, टाइम" पत्रिका के लिए तैयार सामग्री।