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यहां शुक्र के लिए एक अंतरिक्ष यान भेजने की योजना है, और इसके लिए वीनस पे बनाओ

खगोल : यहां शुक्र के लिए एक अंतरिक्ष यान भेजने की योजना है, और इसके लिए वीनस पे बनाओ

2005 में, नासा की मदद से फ्यूचर इन-स्पेस ऑपरेशंस वर्किंग ग्रुप (FISOWG) की स्थापना की गई ताकि यह पता लगाया जा सके कि चांद और उससे आगे के मिशनों को सुविधाजनक बनाने के लिए स्पेसफ्लाइट तकनीकों में कैसे उन्नति की जा सकती है। 2006 में, FISO वर्किंग ग्रुप ने भी FISO Telecon Series की स्थापना की, ताकि जनता के लिए आउटरीच का संचालन किया जा सके और उन्हें spaceflight प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और विज्ञान से संबंधित मुद्दों पर शिक्षित किया जा सके।

हर हफ्ते, टेल्कोन सीरीज एक सेमिनार आयोजित करती है जहाँ विशेषज्ञ अपने संबंधित क्षेत्रों से नवीनतम समाचारों और घटनाओं को साझा करने में सक्षम होते हैं। बुधवार, 19 अप्रैल को, "सेम्पल एक्सप्लोरेशन में शुक्र के लिए एक वायु-श्वास धातु-दहन पावर प्लांट" नामक एक संगोष्ठी में, नासा के इंजीनियर माइकल पॉल ने एक उपन्यास विचार प्रस्तुत किया जहां मौजूदा तकनीक का इस्तेमाल शुक्र को लंबे समय तक करने के लिए किया जा सकता है।

शुक्र अन्वेषण के इतिहास को फिर से लिखने के लिए, बहुत कम संभावनाएं लंबे समय तक इसके वायुमंडल या सतह का पता लगाने में सक्षम रही हैं। आश्चर्य की बात नहीं है, यह देखते हुए कि शुक्र पर वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल पर पृथ्वी पर 92 गुना है। इस तथ्य का उल्लेख नहीं करने के लिए कि शुक्र सौर मंडल का सबसे गर्म ग्रह भी है - सतह का औसत तापमान 737 K (462 ° C; 863.6 ° F) के साथ।

हालांकि पृथ्वी के आकार और संरचना के समान, शुक्र में बादलों के साथ बेहद घना वातावरण है जो सल्फ्यूरिक एसिड वर्षा का उत्पादन करते हैं। साभार: NASA

इसलिए उन कुछ जांचों ने जो वास्तव में वायुमंडल और सतह का विस्तार से पता लगाया है - जैसे सोवियत काल के वेनेरा जांच और लैंडर्स और नासा के पायोनियर वीनस मल्टीप्रेड - केवल कुछ घंटों के लिए डेटा वापस करने में सक्षम थे। वीनस के अन्य सभी मिशनों ने या तो ऑर्बिटर्स का रूप ले लिया है या अन्य गंतव्यों के लिए मार्ग के दौरान फ्लाईबी का संचालन करने वाले अंतरिक्ष यान से मिलकर बने हैं।

20 वर्षों तक अंतरिक्ष अन्वेषण और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के क्षेत्र में काम करने के बाद, माइकल पॉल अन्य ग्रहों के लिए बढ़ते मिशन की चुनौतियों से अच्छी तरह से वाकिफ हैं। जॉन हॉपकिंस यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी (JHUAPL) के साथ अपने समय के दौरान, उन्होंने नासा के कंटूर और स्टीरियो मिशन में योगदान दिया, और मेसेंगर मिशन के बुध को लॉन्च और प्रारंभिक संचालन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

हालांकि, यह 2008 में एक प्रमुख स्तर का अध्ययन था - जेएचयूएपीएल और नासा की जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला (जेपीएल) के बीच सहयोगात्मक प्रदर्शन किया - जिसने मिशनों की आवश्यकता के लिए अपनी आंखें खोलीं, जो कि इन-साइटो रिसोर्स यूटिलाइजेशन (आईएसआरयू) के रूप में जाना जाता है। । जैसा कि उन्होंने संगोष्ठी के दौरान कहा था:

“उस वर्ष हमने वास्तव में यूरोपा के लिए एक बहुत बड़े मिशन का अध्ययन किया जो वर्तमान यूरोपा क्लिपर मिशन में विकसित हुआ। और हमने विशेष रूप से टाइटन को शनि के एक प्रमुख मिशन का भी अध्ययन किया। टाइटन-सैटर्न सिस्टम मिशन अध्ययन मेरे लिए एक वास्तविक आंख खोलने वाला था जो कुछ भी किया जा सकता था और क्यों हमें कुछ स्थानों पर इन-सीटू के अधिक साहसी और अधिक आक्रामक अन्वेषण करना चाहिए । "

टाइटन का प्रमुख मिशन 2009 में पेन सेट के एप्लाइड रिसर्च लेबोरेटरी में शामिल होने के बाद से पॉल के काम का विषय था। अपने समय के दौरान, वह टाइटन सब-वेनिन के सह-निर्माण के लिए एक नासा इनोवेटिव एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स प्रोग्राम (NIAC) फेलो बन गया। इस मिशन के लिए, जो टाइटन की मीथेन झीलों का पता लगाएगा, पॉल ने पानी के नीचे की विद्युत प्रणालियों को विकसित करने में मदद की जो कि सूर्य से नहीं देख सकने वाले ग्रहीय लैंडर्स के लिए ऊर्जा प्रदान करेगी।

JHUAPL में वापस आने के बाद, जहां वह अब स्पेस मिशन फॉर्म्यूलेशन लीड है, पॉल इन-सीटू अवधारणाओं पर काम करना जारी रखता है जो मिशनों को सौर प्रणाली में स्थानों के लिए सक्षम कर सकते हैं जो एक चुनौती पेश करते हैं। इन-सीटू अन्वेषण, जहां स्थानीय संसाधनों को विभिन्न उद्देश्यों के लिए भरोसा किया जाता है, अधिक परंपरागत अवधारणाओं पर कई फायदे प्रस्तुत करता है, जिनमें से कम से कम लागत-प्रभावशीलता नहीं है।

मिशन पर विचार करें जो मल्टी-मिशन रेडियोसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटरों (एमएमआरटीजी) पर भरोसा करते हैं - जहां प्लूटोनियम -238 जैसे रेडियोधर्मी तत्व बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। जबकि इस प्रकार की शक्ति प्रणाली - जिसका उपयोग वाइकिंग 1 और 2 लैंडर्स (1979 में मंगल पर भेजा गया) और हाल ही में क्यूरियोसिटी रोवर द्वारा किया गया था - यह अद्वितीय ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है, ऐसे मिशनों की लागत निषेधात्मक है।

क्या अधिक है, इन-सीटू मिशन उन जगहों पर भी काम कर सकता है जहां पारंपरिक सौर सेल काम नहीं करेंगे। इनमें न केवल बाहरी सौर मंडल (यानी यूरोपा, टाइटन और एनसेलडस) के स्थान शामिल हैं, बल्कि घर के करीब स्थित स्थान भी हैं। उदाहरण के लिए, दक्षिण ध्रुव-एटकन बेसिन, चंद्रमा पर एक स्थायी रूप से छाया हुआ स्थान है, जहां पानी की बर्फ की प्रचुरता के कारण नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियां ​​खोज (और शायद उपनिवेश) में दिलचस्प हैं।

लेकिन वहाँ भी सतह शुक्र है, जहां सूरज की रोशनी ग्रह के घने वातावरण के कारण कम आपूर्ति में है। जैसा कि पॉल ने संगोष्ठी के दौरान समझाया:

“आप उन स्थानों पर अन्य बिजली प्रणालियों के साथ क्या कर सकते हैं जहां सूर्य सिर्फ चमकता नहीं है? ठीक है, इसलिए आप शुक्र की सतह पर जाना चाहते हैं और कुछ घंटों से अधिक समय तक रहना चाहते हैं। और मुझे लगता है कि पिछले 10 या 15 वर्षों में, वे सभी मिशन जिन्हें [प्रस्तावित] शुक्र की सतह पर किया गया था, उनमें दो घंटे का समय था। और वे सभी प्रस्तावित थे, उन मिशनों में से कोई भी वास्तव में उड़ाया नहीं गया था। और यह 2 घंटे के साथ है कि जब वे वहां पहुंचे तो रूसी लैंडर वीनस की सतह पर पहुंच गए। ”

स्टर्लिंग इंजन का आरेख, यूरोप के लिए प्रस्तावित मिशन का हिस्सा ("यूरोपा पर आग")। साभार: lpi.usra.edu

इस समस्या का समाधान, जैसा कि पॉल देखता है, एक स्टोरेड-केमिकल एनर्जी एंड पावर सिस्टम (SCEPS) को नियोजित करना है, जिसे स्टर्लिंग इंजन के रूप में भी जाना जाता है। यह सिद्ध प्रौद्योगिकी बिजली उत्पन्न करने के लिए संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा पर निर्भर करती है, और आमतौर पर पानी के नीचे की प्रणालियों में उपयोग की जाती है। लेकिन वीनस के लिए पुन: प्रस्तुत, यह एक लैंडर मिशन प्रदान कर सकता है जिसमें काफी मात्रा में (पिछले शुक्र मिशनों की तुलना में) सतह के अध्ययन का संचालन किया गया था।

पावर सिस्टम के लिए पॉल और उनके सहयोगी कल्पना कर रहे हैं, स्टर्लिंग इंजन ठोस धातु लिथियम (या संभवतः ठोस आयोडीन) ले जाएगा, और फिर इसे एक आतिशबाज़ी के आरोप के साथ तरलीकृत करेगा। इसके परिणामस्वरूप तरल तब दूसरे कक्ष में खिलाया जाएगा जहां यह एक ऑक्सीडेंट के साथ संयुक्त होगा। यह गर्मी और दहन का उत्पादन करेगा, जिसका उपयोग तब पानी को उबालने, टरबाइन को उबालने और बिजली पैदा करने के लिए किया जाएगा।

इस तरह की प्रणाली आम तौर पर बंद होती है और बिना निकास के पैदा होती है, जो पानी के नीचे की प्रणालियों के लिए बहुत उपयोगी होती है जो उनकी उछाल से समझौता नहीं कर सकती है। शुक्र पर, इस तरह की प्रणाली अल्पकालिक बैटरी, एक महंगी परमाणु ईंधन सेल के बिना विद्युत उत्पादन की अनुमति देती है, और कम सौर ऊर्जा वाले वातावरण में कार्य कर सकती है।

शुक्र पर चलने वाले इस तरह के शिल्प के लिए एक अतिरिक्त लाभ यह है कि ऑक्सीडाइज़र स्थानीय रूप से प्रदान किया जाएगा, इस प्रकार एक भारी घटक की आवश्यकता को दूर किया जाएगा। केवल बाहरी CO2 By में देने से जो कि शुक्र का वातावरण बहुतायत में है in और सिस्टम के द्रवीकृत लिथियम (या आयोडीन) के साथ संयोजन करके, SCEPS सिस्टम कुछ दिनों तक निरंतर ऊर्जा प्रदान कर सकता है।

सम्मिश्र अंतिम रिपोर्ट (2016) से प्राप्त उन्नत लिथियम आयन वीनस एक्सप्लोरर (ALIVE)। क्रेडिट: ओल्सन, स्टीवन आर।, और माइकल पॉल।

नासा के इनोवेटिव एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स (NIAC) की मदद से और हॉट ऑपरेटिंग टेम्परेचर टेक्नॉलॉजी (HOTTech) प्रोग्राम से फंडिंग जो NASA के प्लैनेटरी साइंस डिवीजन and पॉल और उनके सहयोगियों की देखरेख में थी उनकी अवधारणा का परीक्षण करने में सक्षम, और पाया गया कि यह निरंतर गर्मी पैदा करने में सक्षम था जो नियंत्रणीय और ट्यून करने योग्य था।

आगे की मदद ग्लेन रिसर्च सेंटर के कम्पास लैब से आई, कई विषयों के इंजीनियर इंटीग्रेटेड व्हीकल सिस्टम एनालिसिस करते हैं। इस सब से, एक मिशन अवधारणा जिसे उन्नत लिथियम वीनस एक्सप्लोरर (ALIVE) के रूप में जाना जाता है, विकसित किया गया था। स्टीवन ओल्सन की मदद से GRC COMPs COMPASS लैब के प्रमुख and पॉल और उनकी टीम ने एक मिशन की परिकल्पना की जहां एक लैंडर शुक्र की सतह तक पहुंचेगा और 5 से 10 दिनों तक इसका अध्ययन करेगा।

सभी ने बताया, कि 120 और 240 घंटे के बीच की परिचालन खिड़की दूसरे शब्दों में, पिछले मिशनों की तुलना में 60 से 120 गुना अधिक है। हालांकि, इस तरह के मिशन पर कितना खर्च होगा, यह देखा जाना बाकी है। पॉल के अनुसार, यह सवाल खुद और ओलेसन के बीच चल रही बहस का आधार बन गया, जो इस बात से असहमत थे कि क्या यह डिस्कवरी प्रोग्राम या न्यू फ्रंटियर्स प्रोग्राम का हिस्सा होगा।

जैसा कि पॉल ने बताया, पूर्व से संबंधित मिशनों को हाल ही में $ 450 से $ 500 level मिलियन के स्तर पर छाया हुआ था जबकि बाद में 850 मिलियन पर छाया हुआ था। Could मुझे विश्वास है कि यदि आपने यह अधिकार किया है, तो आप इसे एक डिस्कवरी मिशन में प्राप्त कर सकते हैं, if उन्होंने कहा। एपीएल में Here, Ive ने डिस्कवरी कॉस्ट कैप के अंदर वास्तव में जटिल विचारों को फिट देखा। और मुझे विश्वास है कि जिस तरह से हमने इस मिशन को तैयार किया है, आप डिस्कवरी मिशन के लिए ऐसा कर सकते हैं। और ऐसा करना वाकई रोमांचक होगा

कलाकार शुक्र की सतह का आभास करते हैं। क्रेडिट: ईएसए / एओईएस

विशुद्ध रूप से तकनीकी दृष्टिकोण से, यह एक नया विचार नहीं है। लेकिन अंतरिक्ष अन्वेषण के संदर्भ में, यह पहले कभी नहीं किया गया है। दी गई, अभी भी कई परीक्षण हैं जिन्हें शुक्र के किसी भी मिशन से पहले करने की आवश्यकता होगी। विशेष रूप से, वीनस जैसी स्थितियों के तहत लिथियम और सीओ 2 का दहन करके बनाए गए बायप्रोडक्ट्स हैं, जो पहले ही परीक्षणों के दौरान कुछ अप्रत्याशित परिणाम उत्पन्न करते हैं।

इसके अलावा, सिस्टम में बिल्डिंग वीनस वायुमंडल in में नाइट्रोजन गैस (N2) Ven की समस्या भी मौजूद है, जिसे रोकने के लिए जोर लगाना होगा। लेकिन ऐसी प्रणाली के फायदे स्पष्ट हैं, और पॉल और उनके सहयोगियों ने इसे विकसित करने के लिए अतिरिक्त कदम उठाने के लिए उत्सुक हैं। इस साल की गर्मियों में वे NAIC की चौकस नजर के तहत एक लिथियम SCEPS का परीक्षण करेंगे।

अगले साल तक इस समय तक, वे सिस्टम के लिए अपने विश्लेषण और उनके डिजाइन को पूरा करने की उम्मीद करते हैं, और एक निर्माण करना शुरू करते हैं जो वे एक नियंत्रित तापमान वातावरण में परीक्षण करने की उम्मीद करते हैं। यह पहला कदम होगा जिसमें पॉल की उम्मीदें परीक्षण और विकास की तीन साल की अवधि होगी।

"पहले साल हम मूल रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए बहुत से क्रंचिंग करने जा रहे हैं कि हमें यह सही मिला, " उन्होंने कहा। "दूसरे वर्ष हम इसे बनाने जा रहे हैं, और इसे कमरे के तापमान से अधिक तापमान पर परीक्षण करते हैं - लेकिन शुक्र के उच्च तापमान पर नहीं! और तीसरे वर्ष में, हम उच्च तापमान परीक्षण करने जा रहे हैं। ”

अंततः, सभी प्रकार के चरम वातावरणों में लागत प्रभावी लंबी अवधि के मिशन के लिए अनुमति देते हुए, किसी भी संख्या में उच्च और निम्न तापमान की स्थिति में कार्य करने के लिए अवधारणा बनाई जा सकती है। इनमें टाइटन, यूरोपा और एंसेलडस शामिल होंगे, लेकिन शुक्र, चंद्रमा और शायद बुध के ध्रुवों पर स्थायी रूप से छाया वाले क्षेत्र भी शामिल होंगे।

अंतरिक्ष अन्वेषण हमेशा एक चुनौती है। जब भी विचार आते हैं कि अधिक वातावरण में चोटी बनाना संभव हो जाता है, और बूट करने के लिए एक बजट पर, शोध शुरू करने और उन्हें विकसित करने का समय है!

SCEPS परीक्षणों के परिणामों के बारे में और प्रस्तावित प्रणालियों की अधिक जानकारी के लिए, इस सप्ताह के FISO सेमिनार के स्लाइड शो और ऑडियो रिकॉर्डिंग की जाँच करें। आप 48 वें लूनर एंड प्लैनेटरी कॉन्फ्रेंस (जो 20 -24 मार्च, 2017 से चले) के दौरान पॉल और ओल्सन द्वारा बनाई गई “ए कॉम्बिनेशन-ड्रिवेन पावर प्लांट फ़ॉर वीनस सरफेस एक्सप्लोरेशन” शीर्षक की प्रस्तुति भी देख सकते हैं।

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श्रेणी:
पॉडकास्ट: द आरसीबो ऑब्जर्वेटरी
अंतरिक्ष का कार्निवल # 508