मनुष्य के लिए मंगल ग्रह की यात्रा करना और वापस आना कठिन क्यों है?
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मंगल ग्रह की यात्रा करना और वापस आना मानवता की अब तक की सबसे जटिल चुनौतियों में से एक है। जबकि रोबोटिक मिशन सफल हो गए हैं, मनुष्यों को भेजने से कठिनाई की परतें जुड़ गई हैं। हाइपरगोलिक प्रणोदक (जैसे हाइड्राज़ीन और नाइट्रिक एसिड) का हालिया उल्लेख वास्तव में रॉकेट प्रौद्योगिकी से जुड़ा हुआ है, यह एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, लेकिन यह सिर्फ एक हिस्सा है। यहाँ बताया गया है कि चालक दल द्वारा मंगल ग्रह की यात्रा इतनी चुनौतीपूर्ण क्यों है।
1. दूरी और यात्रा का समय
मंगल, औसतन, लगभग है140 मिलियन मील (225 मिलियन किमी)पृथ्वी से. यहां तक कि इष्टतम संरेखण (जो लगभग हर 26 महीने में होता है) पर भी, एकतरफा पारगमन होता है6-9 महीनेवर्तमान प्रणोदन का उपयोग करना।
कुल मिशन अवधिहोगा2-3 साल(मंगल पर समय और वापसी सहित)।
चंद्रमा (3 दिन दूर) के विपरीत, कोई त्वरित बचाव या गर्भपात का विकल्प नहीं है।
2. प्रणोदन और अंतरिक्ष यान का आकार
मंगल ग्रह पर चालक दल, आवास, लैंडिंग सिस्टम और वापसी वाहन प्राप्त करने के लिए, हमें पहले उड़ाए गए किसी भी अंतरिक्ष यान की तुलना में कहीं अधिक बड़े अंतरिक्ष यान की आवश्यकता है।
रासायनिक रॉकेट(हाइपरगोलिक ईंधन का उपयोग करने वालों की तरह) विश्वसनीय हैं लेकिन उनकी दक्षता सीमित है। हमें वाहन को कक्षा में स्थापित करने या उन्नत प्रणोदन (परमाणु थर्मल, इलेक्ट्रिक) का उपयोग करने के लिए कई लॉन्च की आवश्यकता होगी जो अभी भी विकास के अधीन है।
मंगल ग्रह पर उतरनापेचीदा है: वातावरण इतना घना है कि अत्यधिक गर्मी पैदा कर सकता है लेकिन अकेले पैराशूट के लिए इतना पतला है कि किसी बड़े वाहन को धीमा नहीं कर सकता। हमें सुपरसोनिक रेट्रोप्रोपल्शन की आवश्यकता है{{1}किसी भारी पेलोड को धीरे से उतारना मनुष्यों के साथ कभी नहीं किया गया है।
मंगल ग्रह से आरोहणमंगल के गुरुत्वाकर्षण (पृथ्वी के लगभग 38%) से बचने के लिए एक रॉकेट की आवश्यकता होती है जो कि काफी शक्तिशाली हो, लेकिन इतना छोटा हो कि वर्षों पहले पहुंचाया जा सके। उस रॉकेट को महीनों तक सतह पर क्रियाशील रहना चाहिए।
3. जीवन समर्थन और आपूर्ति
4-6 के दल की आवश्यकता होगीभोजन, पानी, ऑक्सीजन और अपशिष्ट प्रबंधनलगभग तीन वर्षों तक बिना पुनः आपूर्ति के।
वर्तमान आईएसएस सिस्टम नियमित मालवाहक जहाजों पर निर्भर हैं। मंगल ग्रह के लिए, सब कुछ या तो पृथ्वी से ले जाया जाना चाहिए या साइट पर निर्मित किया जाना चाहिए (इन-सीटू संसाधन उपयोग, आईएसआरयू)।
जल पुनर्चक्रणऔरबंद-लूप जीवन समर्थनलगभग‑100% विश्वसनीयता हासिल करनी होगी-मध्य-पारगमन में विफलता घातक हो सकती है।
4. विकिरण
पृथ्वी के सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र से परे, अंतरिक्ष यात्री विकिरण के दो मुख्य स्रोतों के संपर्क में आते हैं:
सौर कण घटनाएँ- सूर्य से उच्च-ऊर्जा कणों का अप्रत्याशित विस्फोट।
गांगेय ब्रह्मांडीय किरणें- सौर मंडल के बाहर से निरंतर, अत्यधिक मर्मज्ञ विकिरण।
मंगल ग्रह की एक चक्करदार यात्रा अंतरिक्ष यात्रियों को उजागर कर सकती हैविकिरण की खुराक वर्तमान करियर सीमा से अधिक है, जीवन भर कैंसर का खतरा बढ़ रहा है। परिरक्षण भारी है; एक व्यवहार्य समाधान (उदाहरण के लिए, जल परिरक्षण, तेज़ पारगमन समय, या सक्रिय परिरक्षण) को अभी भी परिष्कृत किया जा रहा है।
5. सूक्ष्म गुरुत्व और मानव स्वास्थ्य
लंबे समय तक वजनहीनता के कारण मांसपेशी शोष, हड्डियों के घनत्व में कमी, दृष्टि में बदलाव (खोपड़ी में तरल पदार्थ के बदलाव के कारण), और संभावित प्रतिरक्षा प्रणाली संबंधी समस्याएं होती हैं।
चंद्रमा पर, अंतरिक्ष यात्री केवल कुछ दिनों के लिए रुके थे। मंगल ग्रह पर एक दल शून्य-जी (पारगमन) प्लस समय में एक वर्ष से अधिक समय बिताएगा, जहां गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी का केवल 38% है।
कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण(उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान के खंडों को घुमाने से) इसे कम किया जा सकता है, लेकिन अभी तक किसी भी अंतरिक्ष यान ने ऐसी प्रणाली के साथ उड़ान नहीं भरी है।
6. मनोवैज्ञानिक और सामाजिक कारक
अलगाव, कारावास और संचार में देरी मिशन को मनोवैज्ञानिक रूप से चरम बना देती है।
संचार में देरीसे लेकर4 से 24 मिनटएकतरफ़ा, ग्रह संरेखण पर निर्भर करता है। वास्तविक समय पर बातचीत असंभव है; कर्मचारियों को उच्च स्वायत्तता के साथ काम करना चाहिए।
मिशन नियंत्रण से कोई तत्काल सहायता नहीं, कोई गोपनीयता नहीं, और वर्षों तक वही छोटी टीम। इतनी लंबी अवधि तक इसका प्रयास कभी नहीं किया गया।
7. सटीकता के साथ उतरना और लौटना
प्रवेश, अवतरण और अवतरणमंगल ग्रह को रोबोटों के लिए भी "आतंक के सात मिनट" के रूप में जाना जाता है। मनुष्यों के लिए, हमें पूर्व-तैनात आपूर्ति और वापसी वाहन के पास सटीक सटीकता के साथ उतरने की आवश्यकता है।
मंगल ग्रह से प्रक्षेपणपृथ्वी-वापसी प्रक्षेप पथ के साथ मिलन के लिए सटीक समय निर्धारित होना चाहिए। यदि चढ़ाई करने वाला वाहन विफल हो जाता है, तो कोई बैकअप नहीं है।
8. इन-सीटू संसाधन उपयोग (आईएसआरयू)
मिशन को व्यवहार्य बनाने के लिए, हमें संभवतः इसकी आवश्यकता हैमंगल ग्रह पर प्रणोदक का उत्पादन करें(उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह की CO₂ और पानी की बर्फ से मीथेन बनाने के लिए सबेटियर प्रतिक्रिया का उपयोग करना)। इस तकनीक को किसी अन्य ग्रह पर कभी भी बड़े पैमाने पर प्रदर्शित नहीं किया गया है।
9. लागत और राजनीतिक इच्छाशक्ति
एक मानव मंगल मिशन की लागत अनुमानित हैसैकड़ों अरबों डॉलरदशकों के दौरान। विभिन्न प्रशासनों और अंतर्राष्ट्रीय साझेदारियों में उस प्रतिबद्धता को बनाए रखना एक तकनीकी चुनौती के साथ-साथ एक राजनीतिक चुनौती भी है।
रॉकेट कनेक्शन
आपने पहले हाइपरगोलिक प्रणोदक (नाइट्रिक एसिड + हाइड्रेज़िन) का उल्लेख किया था। जबकि इनका उपयोग कुछ अंतरिक्ष यान में किया जाता है (उदाहरण के लिए, थ्रस्टर्स को संचालित करने के लिए), मंगल मिशन में संभवतः इसका उपयोग किया जाएगामीथेन/LOXयाहाइड्रोजन/LOXमुख्य प्रणोदन के लिए क्योंकि वे बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं और मंगल ग्रह पर निर्मित किए जा सकते हैं। हाइपरगोलिक्स विषैले और संक्षारक होते हैं, जो उन्हें चालक दल वाले वाहनों के लिए कम आदर्श बनाते हैं जहां सुरक्षा को संभालना सर्वोपरि है।
सारांश
कठिनाई कोई एक समस्या नहीं है, बल्कि यह हैएकीकरणउन सभी में से:
एक ऐसा वाहन जो सालों तक इंसानों को सुरक्षित रूप से ले जा सकता है
विकिरण और सूक्ष्म गुरुत्व से सुरक्षा
विश्वसनीय जीवन समर्थन और सतह प्रणालियाँ
दूसरी दुनिया में उतरने, रहने और लॉन्च करने की क्षमता
सब कुछ एक बजट और समयसीमा के भीतर जिसे समाज कायम रख सके
हम इन्हें टुकड़े-टुकड़े करके हल कर रहे हैं (उदाहरण के लिए, आर्टेमिस टू द मून एक सिद्ध मैदान के रूप में कार्य करता है), लेकिन एक चालक दल की मंगल ग्रह की यात्रा हमारी इंजीनियरिंग और सहनशक्ति की अंतिम परीक्षा बनी हुई है।
