यह लेख मूल रूप से सुपरक्लस्टर पर प्रकाशित किया गया था, जो मानवता की सबसे बड़ी बाहरी अंतरिक्ष कहानियों को बताने के लिए समर्पित एक वेबसाइट है।
कार्ल सगन हमारे मेजबान स्टार से बाहर निकलते हुए, सूर्य के प्रकाश के झोंके द्वारा धकेल दिए गए सौर मंडल पर नेविगेट करने का सपना देखते थे।
अब, प्लैनेटरी सोसाइटी, जिसका नेतृत्व सीईओ बिल नेय "द साइंस गाइ" कर रहा है, का लक्ष्य इस सपने को हकीकत से दूर रखने वाले उपग्रह से वास्तविकता बनाने में मदद करना है। ये "सौर पाल", जो केवल कुछ समय के लिए परीक्षण किए गए हैं, एक दिन अंतरिक्ष यान को अन्य ग्रहों पर ले जा सकते हैं, या शायद अन्य स्टार सिस्टम भी।
सोलर सेलिंग का अगला चरण 24 जून को लॉन्च हुआ, जब एक स्पेसएक्स फाल्कन हेवी रॉकेट ने फ्लोरिडा के केनेडी स्पेस सेंटर में लॉन्च पैड को उतार दिया। दो दर्जन अन्य उपग्रहों के बीच, अपने विशाल नाक शंकु के अंदर टक, एक छोटे से अंतरिक्ष यान को बैठाया: एक रोटी-पाव रोटी के आकार का उपकरण जो गॉसमर पाल द्वारा खुद को प्रेरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था जो सूर्य के प्रकाश के दबाव को बढ़ाता है।
लाइटबेल 2 को डब किया गया शिल्प, स्पेसफ्लाइट के एक नए युग की शुरुआत हो सकता है - एक जिसमें अंतरिक्ष यान उन रॉकेट इंजनों से गुजरता है, जो उन्होंने दशकों तक भरोसेमंद रहे हैं और धूप की हवाओं पर शिथिलता से पाल किया है। लॉन्च के लगभग सात दिन बाद, लाइटसैल 2 अपने कंटेनर से बाहर निकलेगा, चार 13-फुट बूम का विस्तार करेगा और चार दर्पणों की तरह मिरल की चादरें तैनात करेगा, जो सामूहिक रूप से 340-वर्ग फुट, पतंग के आकार का पाल बनाते हैं। अगला भाग शुद्ध ब्रह्मांडीय जादू है।
प्लैनेटरी सोसाइटी के अनुसार, लाइटसैल 2 पृथ्वी की कक्षा में रहते हुए प्रकाश द्वारा सख्ती से नेविगेट करने वाला पहला शिल्प होगा। लाइटसेल अपनी ऊंचाई बढ़ाने के लिए एक सेलबोट की तरह काम करेगा, जो इसे हमारे ग्रह के चारों ओर एक उच्च कक्षा में जाने के लिए पहला अंतरिक्ष यान होने का गौरव प्राप्त करेगा। आकाशीय नेविगेशन का यह कारनामा कार्ल सगन की ओर से प्रकाश के किरणों द्वारा परावर्तित परावर्तित पाल पर ब्रह्मांड की यात्रा के सपने की ओर एक और कदम हो सकता है।
**********
यदि आप अपने हाथों को सूरज से पकड़ते हैं, तो आपको क्या लगता है? गर्मी। लेकिन गर्मजोशी के बीच छिपा एक दबाव इतना मिनट है कि आप इसे कभी नोटिस नहीं करेंगे। प्रकाश अपने आप में एक तेज़ हवा की तरह एक बल लगाता है, लेकिन यह इतना सूक्ष्म है कि आप कभी नोटिस नहीं करेंगे। पृथ्वी पर यह लगभग आपके हाथों में टिकी हुई एक पेपर क्लिप के बराबर है।
लेकिन अंतरिक्ष के निकट-वैक्यूम में, यहां तक कि एक मिनट का दबाव भी एक बड़ा प्रभाव डाल सकता है क्योंकि यह हर समय, घंटे के बाद, दिन के बाद दिन को धक्का देता है। और रॉकेट ईंधन के विपरीत, सूर्य के प्रकाश की मुफ्त और व्यावहारिक रूप से असीमित आपूर्ति है। यदि हम इस शक्ति का उपयोग कर सकते हैं, तो हम इसका उपयोग कर सकते हैं; हमें बस जरूरत है पाल की। पुराने, भविष्य के अंतरिक्ष यान (और अंतरिक्ष यात्रियों) के नाविकों की तरह सूरज की मदद से खुद को विशाल ब्रह्मांडीय विस्तार में परिवर्तित कर सकते थे - या कम से कम सगन ने इसकी कल्पना की थी।
एक अंतरिक्ष यान का आरेख अपने कार्गो खाड़ी से एक हल्के पाल को जारी करता है। (JPL) अंतरिक्ष अन्वेषण के भविष्य के लिए सागन की एक भव्य दृष्टि थी, यह कल्पना करते हुए कि ज्योतिषी नाविक अंतरिक्ष में भाग लेंगे, स्टारलाइट की शक्ति का दोहन करके ब्रह्मांड के माध्यम से अपने अंतरिक्ष यान को रेसिंग करेंगे। लेकिन वह प्रकाश द्वारा नौकायन मानवता की कल्पना करने वाले पहले नहीं थे।
चार शताब्दियों पहले, एक धूमकेतु आसमान में लहराता था, जो कि जर्मन खगोलशास्त्री जोहान्स केपलर का ध्यान आकर्षित करता था। उसने देखा कि धूमकेतु की पूंछ उसके पीछे फैलती हुई प्रतीत हो रही थी। सूरज की रोशनी, उसने सोचा, धूमकेतु और उसकी सतह से मुक्त सामग्री को गर्म करना चाहिए। यह सूक्ष्म अवलोकन केप्लर को लगता है कि सूर्य के प्रकाश का एक उपयोगी स्वरूप हो सकता है।
1608 में गैलीलियो को लिखा, "स्वर्गीय ब्रीज़ के लिए अनुकूलित जहाज या पाल प्रदान करें, और कुछ ऐसे भी होंगे जो उस वीर को भी बहादुर बना देंगे।"
केप्लर एक वैज्ञानिक पुनर्जागरण के बीच में रहता था, एक समय के दौरान जिसमें मानवता को ब्रह्मांड में अपनी जगह का एहसास होने लगा। पृथ्वी सौरमंडल का केंद्र नहीं था, लेकिन वास्तव में कई ग्रहों में से एक एक कई सितारों की परिक्रमा कर रहा था। चूंकि जहाज-उस समय यात्रा का एक सामान्य रूप है - जो हवाओं द्वारा संचालित होते हैं, यह केवल प्राकृतिक लगता है कि केप्लर अंतरिक्ष में नौकायन करने वाले लोगों को उसी तरह से कल्पना करेंगे जैसे कि समुद्री जहाज समुद्र में जाते हैं।
लेकिन केप्लर के सपनों को हकीकत बनने में सदियों लगेंगे।
1865 में, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने दुनिया को दिखाया कि प्रकाश में ऊर्जा के पैकेट होते हैं जिन्हें फोटॉन कहा जाता है, और फोटोन की गति थी जिसे अन्य वस्तुओं में स्थानांतरित किया जा सकता है। अगर कोई फोटॉन चमकदार सोलर सेल की तरह किसी ऑब्जेक्ट के संपर्क में आता है, तो यह उसकी कुछ ऊर्जा को स्थानांतरित कर देगा और सेल को आगे बढ़ाएगा।
विभिन्न प्रकाश पाल आकार डिजाइन। (रक़ील स्कोगिन / सुपरक्लस्टर) द्वितीय विश्व युद्ध के बाद रॉकेटरी में प्रगति के साथ, और 1957 में स्पुतनिक के शुभारंभ के साथ, ब्रह्मांड की खोज का विचार अचानक विज्ञान कथा से वास्तविकता में बदल गया, और सौर नौकायन एक बार फिर से प्रणोदन के मोहक रूप की तरह लग रहा था।
अपनी स्थापना के तुरंत बाद, नासा ने कई सौर पाल अध्ययनों को वित्तपोषित करने सहित महत्वाकांक्षी अंतरिक्ष मिशनों की एक बीवी की योजना शुरू की। 1970 के दशक में, एक धूमकेतु के साथ सामंजस्य स्थापित करने के लिए एक योजना बनाई गई थी - एक ही धूमकेतु जो केप्लर ने आकाश में सदियों पहले जासूसी की थी। यह अंतरिक्ष यान सूर्य की ऊर्जा का उपयोग कर अपनी यात्रा बनाने के लिए, सौर पाल से सुसज्जित होगा। दुर्भाग्य से, लॉन्च पैड तक पहुंचने से पहले इस योजना को खत्म कर दिया गया था, लेकिन सौर नौकायन का विचार जीवित रहेगा।
नासा के एक इंजीनियर लो फ्रीडमैन, जो उस अब-दोषपूर्ण मिशन पर काम करते थे, अभी भी आश्वस्त थे कि सौर नौकायन प्रणोदन का एक व्यवहार्य रूप था। उन्होंने (नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के पूर्व प्रमुख कार्ल सागन और ब्रूस मरे के साथ) 1980 में बड़े पैमाने पर सौर नौकायन को वास्तविकता में बदलने के लिए प्लैनेटरी सोसाइटी को कोफाउंड किया।
समाज के प्रमुख परिचालन अधिकारी जेनिफर वॉन ने कहा, "सौर ऊर्जा नौकायन को ग्रहों की सोसाइटी के डीएनए में बुना गया है क्योंकि हम भी स्थापित हो चुके थे।" "हमारे तीनों संस्थापकों का सौर नौकायन के शुरुआती चरणों में एक हाथ था।"
**********
एक विशाल, अल्ट्रा-लाइट सोलर सेल का निर्माण करना और फिर इसे अंतरिक्ष में उतारना एक बड़ी चुनौती साबित होगा। लेकिन समूह ने दृढ़ता बनाए रखी, और सौर नौकायन में समाज का पहला कदम अंतत: 2005 में कॉसमॉस नामक अंतरिक्ष यान के रूप में लॉन्च पैड से टकराया। दुर्भाग्य से, उपग्रह ने इसे कक्षा में नहीं बनाया, रूस के पास दुर्घटनाग्रस्त हो गया। बैरेंट्स सागर। प्लैनेटरी सोसाइटी को अपनी पहली सौर-नौकायन सफलता हासिल करने से पहले दस और साल बीत जाएंगे।
सौर पाल का आरेख। (JPL) मिशन प्रबंधकों ने ड्राइंग बोर्ड पर वापस जाकर अपने अगले प्रयास के लिए छोटा सोचने का फैसला किया। क्यूब्स-जो कि रोटी के एक पाव रोटी के आकार के बारे में हैं - ने अंतरिक्ष की रोशनी पर फट दिया था, जो पारंपरिक, भारी उपग्रहों का एक सस्ता विकल्प प्रदान करता था।
बिल नी के अनुसार, क्यूबसैट के आगमन ने वास्तव में वर्तमान वर्ग पाल डिजाइन का नेतृत्व किया। "एक वर्ग पाल एक बहुत अच्छा प्रारंभिक बिंदु और एक बहुत अच्छा डिजाइन निकला, " Nye ने सुपरक्लस्टर को बताया।
परिणामी शिल्प, लाइटबेल 1 को डब किया गया, जो कि कॉस्मोस 1 का एक छोटा आकार वाला संस्करण था। 2015 में लॉन्च किया गया यह शोबॉक्स-आकार का मिनी उपग्रह, एटलस वी रॉकेट पर सवारी को रोकते हुए और वायु सेना के गुप्त एक्स -37 बी स्पेस प्लेन के साथ कक्षा में उड़ान भरता है। ।
एक बार कक्षा में, LightSail 1 ने यह साबित कर दिया कि वह अंतरिक्ष के निर्वात में अपनी पाल को सफलतापूर्वक तैनात कर सकता है। लेकिन छोटे उपग्रह को अपने मिशन के दौरान सॉफ्टवेयर ग्लिच, सिग्नल लॉस और बैटरी के मुद्दों सहित कई समस्याओं का सामना करना पड़ा। कम-पृथ्वी की कक्षा में एक समय के बाद, छोटे शिल्प ने अपने नाम को तैनात किया: चार चमकदार मायलर पाल, यह साबित करते हुए कि आप एक छोटे पैकेज में एक पूर्ण प्रकाश पाल फिट कर सकते हैं।
अपनी असफलताओं के बावजूद, प्रौद्योगिकी के प्रदर्शन के रूप में, लाइटसेल 1 एक सफलता थी। जश्न मनाने के लिए, इसने अंतिम सेल्फी वापस ले ली। लेकिन यह भी लोगों को लग रहा था, शिल्प को देखने की कोशिश कर रहा है क्योंकि यह पृथ्वी के ऊपर बढ़ गया था। न्यू यॉर्क शहर के प्रकाश-प्रदूषित आकाश के ऊपर से गुजरते हुए, Nye रात में भी छोटे उपग्रह को चमकाने में सक्षम था।
बहुत कम कणों के साथ एक हल्के पाल को खींचने के साथ धीमा करने के लिए, यह समय के साथ एक अंतरिक्ष यान को बहुत उच्च गति तक बढ़ा सकता है। (रक़ील स्कोगिन / सुपरक्लस्टर) इस बिंदु पर जाना, प्लैनेटरी सोसाइटी के लिए एक बड़ी उपलब्धि थी, जो एक गैर-लाभकारी संस्था थी जिसने अंतरिक्ष विज्ञान और अन्वेषण को आगे बढ़ाने में मदद की। "अंतरिक्ष हम में सबसे अच्छा बाहर लाता है, " बिल नी कहते हैं। "यह सभी लोगों और सभी राष्ट्रीयताओं से अपील करता है।"
प्लैनेटरी सोसाइटी के 40, 000 से अधिक सदस्यों ने इस मिशन (और सौर सेलिंग के विकास) का समर्थन किया है, संगठन को निधि देने के लिए $ 5 से $ 1 मिलियन से अधिक का दान दिया है।
लाइटसैल मिशन के प्रबंधक ब्रूस बेट्स कहते हैं, "यह अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ है कि किसी को एक नए अंतरिक्ष यान प्रणोदन प्रौद्योगिकी के पहले चरणों में भाग लेने का मौका मिलता है।" "वहाँ कई नहीं हैं। प्रारंभिक चरणों में होने के कारण, सौर नौकायन के पहले चरण काफी सम्मानजनक हैं। ”
**********
इन वर्षों में, जबकि प्लैनेटरी सोसाइटी अपने नौकायन जहाजों का निर्माण कर रही है, दुनिया भर के अन्य लोगों ने भी पाल स्थापित किया है।
यूके में सरे स्पेस सेंटर द्वारा निर्मित क्यूबसेल नामक 2015 का परीक्षण मिशन लॉन्च किया गया था, लेकिन ठीक से तैनात करने में विफल रहा। तीन अन्य छोटे पाल मिशन- नासा के नैनोसेल-डी, कनाडा के कैनएक्स -7 और सरे के इन्टेलेटसेल- को कुछ सफलता मिली, लेकिन लाइटसैल 1 की तरह, उनके मिशन कम-पृथ्वी की कक्षा तक ही सीमित थे।
सौर पाल का आरेख। (JPL) जापान को सौर सेलिंग के साथ अब तक की सबसे अधिक सफलता मिली है, क्योंकि यह रेडिएशन ऑफ द सन (IKAROS) द्वारा 2010 में प्रक्षेपित किया गया इंटरप्लेनेटरी काइट-क्राफ्ट है जो 2010 में सूर्य के चारों ओर कक्षा में लॉन्च किया गया था। एक बार गहरे अंतरिक्ष में, यह 46 फुट चौड़ा खुला स्क्वायर सेल और, इतिहास में पहली बार, धूप की शक्ति के साथ अपनी गति को बदलना और बदलना शुरू किया।
अंतरिक्ष यान में बिजली उत्पन्न करने के लिए पतंग के आकार की पाल में सौर सेल भी लगे थे। कोशिकाओं को उड़ान के दौरान बहुत अधिक बिजली का उत्पादन करने की उम्मीद नहीं थी, बल्कि भविष्य के आयन प्रणोदन इंजन के लिए परीक्षण बिस्तर के रूप में सेवा करने में मदद की।
IKAROS ने प्रकाश दबाव के कारण इसके त्वरण को मापने के लिए अगले तीन साल बिताए। इसने तरल क्रिस्टल (एलसीडी इलेक्ट्रॉनिक डिस्प्ले से मिलता-जुलता) का उपयोग करके इसकी गति को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न तरीकों का परीक्षण किया जो कि पाल में एम्बेडेड है जो शिल्प की प्रतिबिंबितता को समायोजित कर सकता है और इसकी गति को बदल सकता है। पैनलों के माध्यम से बहने वाली बिजली ने परावर्तन में वृद्धि की, जिससे अंतरिक्ष यान आगे बढ़ने में सक्षम हो गया, जबकि प्रवाह को बंद करने से सूर्य के प्रकाश का दबाव अधिक फैल गया।
जापानी अंतरिक्ष अधिकारियों का कहना है कि IKAROS 2015 में मिशन के नियोजित अंत से पहले अपने पाठ्यक्रम और इसके अभिविन्यास दोनों को समायोजित करने में सक्षम था। IKAROS के साथ संपर्क खो गया है, लेकिन बाद में ट्रैकिंग से पता चलता है कि सौर सेल पृथ्वी और शुक्र के बीच सूरज के आसपास लूप जारी रखता है, और हल्के दबाव में बदलाव के परिणामस्वरूप इसकी कक्षा का आकार बदलता रहता है।
लेकिन इसकी सफलताओं के साथ, IKAROS डेटा से पता चलता है कि हमारे पास सौर नौकायन की पूरी क्षमता का एहसास करने से पहले अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है। प्लैनेटरी सोसाइटी को उम्मीद है कि अगर सभी योजना के अनुसार चले गए, तो लाइटसेल 2 सौर पालों को अंतरिक्ष में उड़ान भरने के लिए विश्वसनीय, कम लागत वाली, शून्य-प्रणोदक विधि में बदलने में मदद करेगा।
वहां से, संभावनाएं लगभग असीम हैं। एक हल्के पाल के साथ, एक अंतरिक्ष यान चंद्रमा पर जा सकता है, क्षुद्रग्रहों के लिए, बृहस्पति तक - कहीं भी प्रकाश की हवा चलती है, बिना किसी ईंधन का उपयोग किए।
