अंतरिक्ष की धूल के संपर्क में आना अंतरिक्ष यात्रा का एक अनिवार्य पहलू क्यों है

8 जून को, नासा ने खुलासा किया कि इसकी शक्तिशाली नई अंतरिक्ष वेधशाला, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, अब अपने प्राथमिक दर्पणों में से एक में एक छोटा गुंबद है, जो गहरे अंतरिक्ष में अपेक्षा से अधिक सूक्ष्म उल्काओं द्वारा पथराव किया गया था। यह खबर एक झटके के रूप में आई क्योंकि अंतरिक्ष दूरबीन के कार्यकाल में सिर्फ पांच महीने का प्रभाव पड़ा – लेकिन इस तरह के हमले अंतरिक्ष यात्रा का एक अनिवार्य पहलू हैं, और अधिक हमले आना निश्चित हैं।

इसके नाम से जो पता चलता है, उसके बावजूद जगह पूरी तरह से खाली नहीं है। हमारे सौर मंडल के भीतर, अंतरिक्ष की धूल के छोटे-छोटे टुकड़े हमारे ग्रहों के बीच के क्षेत्रों में विशाल गति से यात्रा करते हैं जो प्रति घंटे हजारों मील तक पहुंच सकते हैं। ये छोटे उल्कापिंड, जो रेत के दाने से बड़े नहीं होते हैं, अक्सर क्षुद्रग्रह या धूमकेतु के छोटे टुकड़े होते हैं जो टूट गए और अब सूर्य की परिक्रमा करते हैं। वह हर जगह हैं। आंतरिक सौर मंडल में छोटे उल्कापिंडों का एक मोटा अनुमान उनका संयुक्त कुल द्रव्यमान 55 ट्रिलियन टन होने का अनुमान है (यदि उन सभी को एक चट्टान में मिला दिया जाए, तो यह एक छोटे से द्वीप के आकार के बारे में होगा।)

इसका मतलब यह है कि यदि आप एक अंतरिक्ष यान को गहरे अंतरिक्ष में भेजते हैं, तो आपके उपकरण निश्चित रूप से किसी बिंदु पर अंतरिक्ष चट्टान के इन छोटे टुकड़ों में से एक से टकराएंगे। यह जानने के बाद, अंतरिक्ष यान इंजीनियर सूक्ष्म उल्कापिंडों के हमलों से बचाव के लिए कुछ सुरक्षा के साथ अपने वाहनों का निर्माण करेंगे। अक्सर वे व्हिपल शील्डिंग नामक कुछ शामिल करते हैं, जो एक विशेष, बहु-स्तरित बाधा है। यदि ढाल एक छोटे उल्का से टकराती है, तो कण पहली परत से होकर गुजरेगा और आगे टुकड़ा करेगा, इसलिए दूसरी परत छोटे कणों से टकराएगी। यह परिरक्षण आमतौर पर अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करने के लिए अंतरिक्ष यान के संवेदनशील घटकों के आसपास उपयोग किया जाता है।

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लेकिन नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप या JWST के साथ, यह अधिक जटिल है। दूर के ब्रह्मांड से प्रकाश को ठीक से एकत्र करने के लिए सोने से लिपटे दूरबीन दर्पणों को अंतरिक्ष के वातावरण में उजागर किया जाना चाहिए। और जब इन दर्पणों को कुछ प्रभाव का सामना करने के लिए बनाया गया है, तो वे कुछ हद तक बड़े माइक्रोमीटरोइड स्ट्राइक के लिए बैठे बतख की तरह हैं, जैसे कि मई में जेडब्लूएसटी को मारा। हालाँकि माइक्रोमीटर अभी भी रेत के दाने से छोटा था, लेकिन यह नासा की अपेक्षा से बड़ा था – एक दर्पण को नुकसान पहुंचाने के लिए पर्याप्त था।

अंतरिक्ष यान संचालक अंतरिक्ष में सूक्ष्म उल्कापिंडों के संयोजन को बेहतर ढंग से समझने के लिए मॉडलिंग कर रहे हैं कि सौर मंडल के किसी भी हिस्से में अंतरिक्ष यान कितनी बार मारा जा सकता है – और किस आकार के कण इसके उपकरण पर प्रहार कर सकते हैं। लेकिन तब तक, यह एक फुलप्रूफ सिस्टम नहीं है। “यह सब एक संभावना है,” कोलोराडो विश्वविद्यालय के एक खगोल भौतिकीविद् डेविड मालस्पिना कहते हैं, जो अंतरिक्ष यान पर ब्रह्मांडीय धूल के प्रभावों पर ध्यान केंद्रित करता है। किनारा. “आप बस इतना कह सकते हैं, ‘मेरे पास एक कण के आकार को मारने का मौका है। “लेकिन आप ऐसा करते हैं या नहीं, यह संयोग की वजह से है।”

विभिन्न प्रकार के व्हिपल परिरक्षण के उदाहरण
फोटो: नासा

Micrometeorites में मूल कहानियों की एक विस्तृत श्रृंखला है। वे अंतरिक्ष में उच्च गति के टकराव से बचे हुए उत्पाद हो सकते हैं, जो अंतरिक्ष चट्टानों को छोटे टुकड़ों में तोड़ देते हैं। क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं पर भी समय के साथ सूर्य के अंतरिक्ष कणों और फोटॉनों द्वारा बमबारी की जाती है, जिससे छोटे-छोटे टुकड़े हो जाते हैं। क्षुद्रग्रह बृहस्पति जैसे बड़े ग्रह के करीब भी आ सकता है, जहां मजबूत गुरुत्वाकर्षण खिंचाव चट्टान के टुकड़ों को फैलाता है। या कोई वस्तु सूरज के बहुत करीब आ सकती है और बहुत गर्म हो सकती है, जिससे चट्टानें फैलकर टुकड़ों में टूट जाती हैं। यहां तक ​​​​कि सूक्ष्म अंतरतारकीय उल्कापिंड भी दूर के ब्रह्मांडीय पड़ोस से हमारे सौर मंडल से गुजर रहे हैं।

जिस गति से ये कण चलते हैं, वह अंतरिक्ष के उस क्षेत्र पर निर्भर करता है जिसमें वे हैं और वे हमारे तारे के चारों ओर किस पथ पर चलते हैं, औसतन लगभग 45,000 मील प्रति घंटा, या 20 किलोमीटर प्रति सेकंड। यह आपके अंतरिक्ष यान से टकराएगा या नहीं यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि आपका अंतरिक्ष यान अंतरिक्ष में कहां रहता है और कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है। उदाहरण के लिए, नासा का पार्कर सोलर प्रोब इस समय सूर्य के सबसे निकट मानव निर्मित वस्तु है, जो 400,000 मील प्रति घंटे से अधिक की शीर्ष गति से चलती है। पार्कर सोलर प्रोब पर माइक्रोमीटर के प्रभावों का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करने वाले मालस्पिना कहते हैं, “यह 4-यार्ड लाइन तक है, पृथ्वी की तुलना में एक छोर क्षेत्र में सभी तरह से नीचे है।” यह राशि चक्र नामक क्षेत्र के सबसे घने हिस्से से भी आगे बढ़ रहा है, जो अंतरिक्ष कणों की एक मोटी डिस्क है जो हमारे सौर मंडल में प्रवेश करती है। इसलिए पार्कर सोलर प्रोब पर JWST की तुलना में अधिक बार रेत का हमला होता है – और यह दूरबीन की तुलना में अविश्वसनीय रूप से उच्च गति पर इन कणों से टकराता है।

पार्कर सोलर प्रोब हमें सूर्य के चारों ओर माइक्रोमीटरोइड्स की बेहतर समझ देता है, लेकिन हमें पृथ्वी के आसपास की आबादी की भी अच्छी समझ है। जब एक छोटा उल्का हमारे ग्रह के ऊपरी वायुमंडल से टकराता है, तो वह जल जाता है और उल्का का धुआँ बनाता है – छोटे, मापने योग्य धुएँ के कण। इस धुएं की मात्रा हमें बता सकती है कि समय के साथ कितनी धूल पृथ्वी से टकरा रही है। इसके अलावा, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर प्रयोग किए गए, जहां सामग्री को कक्षीय प्रयोगशाला की बाहरी सतह पर यह देखने के लिए स्थापित किया गया था कि यह कितनी बार बमबारी की गई थी।

नासा के पार्कर सोलर प्रोब का कला प्रदर्शन
फोटो: नासा

जबकि JWST पृथ्वी से लगभग दस लाख मील की दूरी पर रहता है, यह अभी भी अपेक्षाकृत करीब है। वैज्ञानिकों को इस बात का भी अंदाजा है कि JWST के समान कक्षा में भेजे गए अन्य मिशनों के आधार पर वहां क्या है। टेलिस्कोप से टकराने वाली ज्यादातर चीजें उतनी महत्वपूर्ण नहीं होती हैं। “अंतरिक्ष यान हर समय छोटे बच्चों को मारता है,” मालास्पिना कहती है। “थोड़ा-थोड़ा करके, मेरा मतलब एक माइक्रोन के अंश से है – मानव बाल से बहुत छोटा। और अधिकांश भाग के लिए, अंतरिक्ष यान इसे नोटिस भी नहीं करता है।” वास्तव में, JWST मई में बड़े माइक्रोमीटर से टकराने से पहले ही चार छोटे उल्काओं से टकरा चुका था।

नासा ने JWST लॉन्च से पहले माइक्रोमीटर के वातावरण का मॉडल तैयार किया था, लेकिन हाल के प्रभाव के आलोक में, एजेंसी ने अपने मॉडल को बेहतर बनाने और भविष्य के प्रभावों के बाद टेलीस्कोप का क्या हो सकता है, इसका बेहतर अनुमान लगाने के लिए एक नई टीम बनाई है। वर्तमान सूक्ष्म उल्कापिंडों की मॉडलिंग चीजों की भविष्यवाणी करने का प्रयास करेगी जैसे कि एक क्षुद्रग्रह या धूमकेतु दुर्घटनाग्रस्त होने पर एक कक्षा के माध्यम से मलबा कैसे फैलेगा। इस प्रकार का मलबे अधिक गतिशील है, मालास्पिना कहती है, जिससे भविष्यवाणी करना अधिक कठिन हो जाता है।

हालांकि, दिन के अंत में, भविष्यवाणी आपको इसके बारे में अधिक जानकारी देगी जब एक अंतरिक्ष यान धूल के एक बड़े कण से टकरा सकता है। इस तरह एकमुश्त प्रभाव बस अपरिहार्य हैं। JWST का विस्फोट समय के साथ जारी रहेगा, लेकिन यह एक ऐसी संभावना थी जिसके लिए NASA ने हमेशा तैयारी की थी। “आपको बस इस संभावना के साथ रहना होगा कि आप अंततः कुछ धूल के आकार के कणों से टकराएंगे, और आप इंजीनियरिंग के साथ अपना सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करेंगे,” मालास्पिना कहते हैं।

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