क्या अंतरतारकीय यात्रा वास्तविक है?

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

लेख के लेखक चार होनहार तकनीकों के बारे में विस्तार से बताते हैं जो लोगों को एक मानव जीवन के दौरान ब्रह्मांड में किसी भी स्थान तक पहुंचने का अवसर देती हैं। तुलना के लिए: आधुनिक तकनीक का उपयोग करते हुए, किसी अन्य स्टार सिस्टम के पथ में लगभग 100 हजार वर्ष लगेंगे।

जब से मनुष्य ने पहली बार रात के आकाश में देखा, हमने दूसरी दुनिया में जाने और ब्रह्मांड को देखने का सपना देखा है। और यद्यपि हमारे रासायनिक-ईंधन वाले रॉकेट पहले ही सौर मंडल के कई ग्रहों, चंद्रमाओं और अन्य पिंडों तक पहुंच चुके हैं, पृथ्वी से सबसे दूर अंतरिक्ष यान, वोयाजर 1 ने केवल 22.3 बिलियन किलोमीटर की दूरी तय की है। यह निकटतम ज्ञात तारा प्रणाली से दूरी का केवल 0.056% है। आधुनिक तकनीक का इस्तेमाल करते हुए दूसरे स्टार सिस्टम तक पहुंचने में करीब 100 हजार साल लगेंगे।

हालांकि, ऐसा करने की कोई आवश्यकता नहीं है जैसा कि हमने हमेशा किया है। यदि सही तकनीक का उपयोग किया जाए, तो ब्रह्मांड में अभूतपूर्व दूरी पर मानवों के साथ भी, बड़े पेलोड द्रव्यमान वाले वाहनों को भेजने की दक्षता में काफी सुधार किया जा सकता है। अधिक विशेष रूप से, चार आशाजनक प्रौद्योगिकियां हैं जो हमें बहुत कम समय में सितारों तक पहुंचा सकती हैं। वे यहाँ हैं।

एक)। परमाणु तकनीक। मानव इतिहास में अब तक, अंतरिक्ष में लॉन्च किए गए सभी अंतरिक्ष यान में एक बात समान है: एक रासायनिक-ईंधन वाला इंजन। हां, रॉकेट ईंधन अधिकतम जोर देने के लिए डिजाइन किए गए रसायनों का एक विशेष मिश्रण है। वाक्यांश "रसायन" यहाँ महत्वपूर्ण है। इंजन को ऊर्जा देने वाली प्रतिक्रियाएं परमाणुओं के बीच बंधों के पुनर्वितरण पर आधारित होती हैं।

यह मौलिक रूप से हमारे कार्यों को सीमित करता है! परमाणु के द्रव्यमान का भारी बहुमत उसके नाभिक पर पड़ता है - 99, 95%। जब एक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू होती है, तो परमाणुओं के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों को पुनर्वितरित किया जाता है और आमतौर पर प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले परमाणुओं के कुल द्रव्यमान का लगभग 0, 0001% ऊर्जा के रूप में जारी किया जाता है, आइंस्टीन के प्रसिद्ध समीकरण: E = mc2 के अनुसार। इसका मतलब है कि प्रतिक्रिया के दौरान रॉकेट में लोड किए गए प्रत्येक किलोग्राम ईंधन के लिए, आपको लगभग 1 मिलीग्राम के बराबर ऊर्जा प्राप्त होती है।

हालांकि, अगर परमाणु-ईंधन वाले रॉकेटों का इस्तेमाल किया जाता है, तो स्थिति काफी अलग होगी। इलेक्ट्रॉनों के विन्यास में परिवर्तन और परमाणु एक दूसरे के साथ कैसे बंधने पर निर्भर होने के बजाय, आप परमाणुओं के नाभिक एक दूसरे से कैसे जुड़े हैं, इसे प्रभावित करके अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी कर सकते हैं। जब आप यूरेनियम परमाणु को न्यूट्रॉन से बमबारी करके विखंडित करते हैं, तो यह किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। 1 किलोग्राम यूरेनियम-235 911 मिलीग्राम द्रव्यमान के बराबर ऊर्जा की मात्रा जारी कर सकता है, जो रासायनिक ईंधन की तुलना में लगभग एक हजार गुना अधिक कुशल है।

यदि हम परमाणु संलयन में महारत हासिल कर लेते हैं तो हम इंजन को और भी अधिक कुशल बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, जड़त्वीय नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की एक प्रणाली, जिसकी मदद से हाइड्रोजन को हीलियम में संश्लेषित करना संभव होगा, ऐसी श्रृंखला प्रतिक्रिया सूर्य पर होती है। 1 किलोग्राम हाइड्रोजन ईंधन का हीलियम में संश्लेषण 7.5 किलोग्राम द्रव्यमान को शुद्ध ऊर्जा में बदल देगा, जो रासायनिक ईंधन से लगभग 10 हजार गुना अधिक कुशल है।

विचार एक रॉकेट के लिए बहुत अधिक समय के लिए समान त्वरण प्राप्त करना है: अब से सैकड़ों या हजारों गुना अधिक, जो उन्हें अब पारंपरिक रॉकेट की तुलना में सैकड़ों या हजारों गुना तेजी से विकसित करने की अनुमति देगा। इस तरह की विधि इंटरस्टेलर उड़ान के समय को सैकड़ों या दसियों साल तक कम कर देगी।यह एक आशाजनक तकनीक है जिसे हम विज्ञान के विकास की गति और दिशा के आधार पर 2100 तक उपयोग करने में सक्षम होंगे।

2))। ब्रह्मांडीय लेज़रों की एक किरण। यह विचार ब्रेकथ्रू स्टारशॉट परियोजना के केंद्र में है, जिसे कुछ साल पहले प्रमुखता मिली थी। वर्षों से, अवधारणा ने अपना आकर्षण नहीं खोया है। जबकि एक पारंपरिक रॉकेट अपने साथ ईंधन ले जाता है और इसे त्वरण पर खर्च करता है, इस तकनीक का मुख्य विचार शक्तिशाली लेजर का एक बीम है जो अंतरिक्ष यान को आवश्यक आवेग देगा। दूसरे शब्दों में, त्वरण का स्रोत जहाज से ही अलग हो जाएगा।

यह अवधारणा कई मायनों में रोमांचक और क्रांतिकारी दोनों है। लेजर प्रौद्योगिकियां सफलतापूर्वक विकसित हो रही हैं और न केवल अधिक शक्तिशाली होती जा रही हैं, बल्कि अत्यधिक समाप्‍त भी हो रही हैं। इसलिए, यदि हम एक पाल जैसी सामग्री बनाते हैं जो लेज़र प्रकाश के पर्याप्त उच्च प्रतिशत को दर्शाती है, तो हम अंतरिक्ष यान को विशाल गति विकसित करने के लिए एक लेज़र शॉट का उपयोग कर सकते हैं। ~ 1 ग्राम वजन वाले "स्टारशिप" के प्रकाश की गति के ~ 20% की गति तक पहुंचने की उम्मीद है, जो इसे केवल 22 वर्षों में निकटतम तारे, प्रॉक्सिमा सेंटॉरी तक उड़ान भरने की अनुमति देगा।

बेशक, इसके लिए हमें लेज़रों का एक विशाल बीम (लगभग 100 किमी 2) बनाना होगा, और इसे अंतरिक्ष में करने की आवश्यकता है, हालाँकि यह तकनीक या विज्ञान की तुलना में अधिक लागत वाली समस्या है। हालांकि, इस तरह की परियोजना को पूरा करने में सक्षम होने के लिए कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। उनमें से:

• एक असमर्थित पाल घूमेगा, किसी प्रकार का (अभी तक विकसित नहीं) स्थिरीकरण तंत्र की आवश्यकता है;
• गंतव्य बिंदु पर पहुंचने पर ब्रेक लगाने में असमर्थता, क्योंकि बोर्ड पर कोई ईंधन नहीं है;
• भले ही यह लोगों के परिवहन के लिए उपकरण को मापता हो, एक व्यक्ति एक बड़े त्वरण के साथ जीवित नहीं रह पाएगा - कम समय में गति में एक महत्वपूर्ण अंतर।

शायद किसी दिन प्रौद्योगिकियां हमें सितारों तक ले जाने में सक्षम होंगी, लेकिन किसी व्यक्ति के लिए प्रकाश की गति के ~ 20% के बराबर गति तक पहुंचने के लिए अभी भी कोई सफल तरीका नहीं है।

3))। एंटीमैटर ईंधन। अगर हम अभी भी अपने साथ ईंधन ले जाना चाहते हैं, तो हम इसे सबसे कुशल संभव बना सकते हैं: यह कणों और एंटीपार्टिकल्स के विनाश पर आधारित होगा। रासायनिक या परमाणु ईंधन के विपरीत, जहां बोर्ड पर द्रव्यमान का केवल एक अंश ऊर्जा में परिवर्तित होता है, कण-प्रतिकण विनाश कणों और एंटीपार्टिकल्स दोनों के द्रव्यमान का 100% उपयोग करता है। सभी ईंधन को पल्स ऊर्जा में बदलने की क्षमता ईंधन दक्षता का उच्चतम स्तर है।

तीन मुख्य दिशाओं में व्यवहार में इस पद्धति के अनुप्रयोग में कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं। विशेष रूप से:

• स्थिर तटस्थ एंटीमैटर का निर्माण;
• इसे सामान्य पदार्थ से अलग करने और इसे ठीक से नियंत्रित करने की क्षमता;
• अंतरतारकीय उड़ान के लिए पर्याप्त मात्रा में एंटीमैटर का उत्पादन करते हैं।

सौभाग्य से, पहले दो मुद्दों पर पहले से ही काम किया जा रहा है।

यूरोपियन ऑर्गनाइजेशन फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (सर्न) में, जहां लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर स्थित है, एक विशाल परिसर है जिसे "एंटीमैटर फैक्ट्री" के रूप में जाना जाता है। वहां, वैज्ञानिकों की छह स्वतंत्र टीमें एंटीमैटर के गुणों की जांच कर रही हैं। वे एंटीप्रोटोन लेते हैं और उन्हें धीमा कर देते हैं, जिससे पॉज़िट्रॉन उन्हें बाध्य कर देता है। इस प्रकार प्रतिपरमाणु या उदासीन प्रतिपदार्थ का निर्माण होता है।

वे इन एंटीएटम्स को अलग-अलग विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ एक कंटेनर में अलग करते हैं जो उन्हें जगह में रखते हैं, पदार्थ से बने कंटेनर की दीवारों से दूर। अब तक, 2020 के मध्य तक, उन्होंने एक बार में एक घंटे के लिए कई एंटीएटम को सफलतापूर्वक अलग और स्थिर कर दिया है। अगले कुछ वर्षों में, वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के भीतर एंटीमैटर की गति को नियंत्रित करने में सक्षम होंगे।

निकट भविष्य में यह तकनीक हमारे लिए उपलब्ध नहीं होगी, लेकिन यह पता चल सकता है कि अंतरतारकीय यात्रा का हमारा सबसे तेज़ तरीका एक एंटीमैटर रॉकेट है।

4))। डार्क मैटर पर स्टारशिप। यह विकल्प निश्चित रूप से इस धारणा पर निर्भर करता है कि डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार कोई भी कण एक बोसॉन की तरह व्यवहार करता है और उसका अपना एंटीपार्टिकल है। सिद्धांत रूप में, डार्क मैटर, जो कि इसका अपना एंटीपार्टिकल है, के पास एक छोटा, लेकिन शून्य नहीं, डार्क मैटर के किसी भी अन्य कण से टकराने का मौका होता है। हम संभावित रूप से टक्कर के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं।

इसके संभावित सबूत हैं। टिप्पणियों के परिणामस्वरूप, यह स्थापित किया गया है कि आकाशगंगा और अन्य आकाशगंगाओं में उनके केंद्रों से आने वाले गामा विकिरण की एक अकथनीय अधिकता है, जहां अंधेरे ऊर्जा की एकाग्रता उच्चतम होनी चाहिए। इस बात की संभावना हमेशा बनी रहती है कि इसके लिए एक सरल ज्योतिषीय व्याख्या है, उदाहरण के लिए, पल्सर। हालांकि, यह संभव है कि यह डार्क मैटर अभी भी आकाशगंगा के केंद्र में अपने आप को नष्ट कर रहा है और इस तरह हमें एक अविश्वसनीय विचार देता है - डार्क मैटर पर एक स्टारशिप।

इस पद्धति का लाभ यह है कि आकाशगंगा में हर जगह डार्क मैटर सचमुच मौजूद है। इसका मतलब है कि हमें यात्रा पर अपने साथ ईंधन नहीं ले जाना है। इसके बजाय, डार्क एनर्जी रिएक्टर बस निम्नलिखित कार्य कर सकता है:

• कोई भी डार्क मैटर लें जो पास हो;
• इसके विनाश में तेजी लाना या इसे स्वाभाविक रूप से नष्ट करने की अनुमति देना;
• प्राप्त ऊर्जा को किसी भी वांछित दिशा में गति प्राप्त करने के लिए पुनर्निर्देशित करें।

वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए मानव रिएक्टर के आकार और शक्ति को नियंत्रित कर सकता है।

बोर्ड पर ईंधन ले जाने की आवश्यकता के बिना, प्रणोदन-संचालित अंतरिक्ष यात्रा की कई समस्याएं गायब हो जाएंगी। इसके बजाय, हम किसी भी यात्रा के पोषित सपने को प्राप्त करने में सक्षम होंगे - असीमित निरंतर त्वरण। यह हमें सबसे अकल्पनीय क्षमता प्रदान करेगा - एक मानव जीवन के दौरान ब्रह्मांड में किसी भी स्थान तक पहुंचने की क्षमता।

यदि हम खुद को मौजूदा रॉकेट प्रौद्योगिकियों तक सीमित रखते हैं, तो हमें पृथ्वी से निकटतम तारा प्रणाली तक यात्रा करने के लिए कम से कम दसियों हज़ार वर्षों की आवश्यकता होगी। हालांकि, इंजन प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति हाथ में है, और एक मानव जीवन के लिए यात्रा के समय को कम कर देगी। यदि हम परमाणु ईंधन, कॉस्मिक लेजर बीम, एंटीमैटर या यहां तक कि डार्क मैटर के उपयोग में महारत हासिल कर सकते हैं, तो हम अपने स्वयं के सपने को पूरा करेंगे और ताना ड्राइव जैसी विघटनकारी तकनीकों के उपयोग के बिना एक अंतरिक्ष सभ्यता बन जाएंगे।

विज्ञान-आधारित विचारों को व्यवहार्य, वास्तविक दुनिया की अगली पीढ़ी की इंजन प्रौद्योगिकियों में बदलने के कई संभावित तरीके हैं। यह बहुत संभव है कि सदी के अंत तक अंतरिक्ष यान, जिसका अभी तक आविष्कार नहीं हुआ है, पृथ्वी से सबसे दूर मानव निर्मित वस्तुओं के रूप में न्यू होराइजन्स, पायनियर और वोयाजर की जगह ले लेगा। विज्ञान पहले से ही तैयार है। हमें अपनी वर्तमान तकनीक से परे देखना और इस सपने को साकार करना बाकी है।