चांद पर जाना महंगा है. एक अंतरिक्ष यान द्वारा ले जाने वाले प्रत्येक किलोग्राम ईंधन को पृथ्वी से उठाना पड़ता है, जिससे अधिक ईंधन जलता है। यही कारण है कि एयरोस्पेस इंजीनियर और कक्षीय यांत्रिकी शोधकर्ता एक अंतरिक्ष यान कैसे यात्रा करते हैं इसकी सबसे छोटी क्षमता की तलाश में बहुत अधिक समय खर्च करते हैं। यहां-वहां प्रति सेकंड कुछ मीटर की कटौती से प्रति मिशन लाखों डॉलर की बचत हो सकती है। अब, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम का कहना है कि उन्होंने सटीक रूप से पृथ्वी और चंद्रमा के बीच एक अधिक कुशल मार्ग पाया है, जिसकी गणना उन्नत कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग करके की गई है, और यह पूरे समय स्पष्ट दृष्टि से छिपा हुआ था।
कैसे गुरुत्वाकर्षण अंतरग्रहीय परिवहन नेटवर्क के माध्यम से अंतरिक्ष यान को मुफ्त में शक्ति प्रदान करता है
यह समझने के लिए कि यह खोज क्यों मायने रखती है, यह समझने में मदद मिलती है कि अंतरिक्ष यान वास्तव में कैसे चलते हैं। इंजन केवल कुछ समय के लिए ही जलते हैं। अधिकांश यात्रा के लिए, अंतरिक्ष यान सौर मंडल के माध्यम से प्राकृतिक मार्गों पर ले जाने के लिए ग्रहों, चंद्रमाओं और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव पर निर्भर करते हैं। इन गुरुत्वाकर्षण-निर्धारित मार्गों को अक्सर इंटरप्लेनेटरी ट्रांसपोर्टेशन नेटवर्क के रूप में जाना जाता है, और वे अदृश्य राजमार्गों की तरह सौर मंडल से होकर गुजरते हैं। उनका उपयोग करना, वास्तव में, मुक्त प्रणोदन है।इसलिए, चंद्रमा के लिए एक सस्ता मार्ग खोजना, गुरुत्वाकर्षण के साथ बहुत कुछ करता है, विशेष रूप से पृथ्वी और चंद्रमा दोनों के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के साथ। इन पथों का अध्ययन करने वाले शोधकर्ता “वेरिएट्स” कहलाते हैं, प्राकृतिक प्रक्षेप पथ जो निरंतर इंजन जोर की आवश्यकता के बिना एक अंतरिक्ष यान को वांछित कक्षा की ओर ले जाते हैं। प्रश्न हमेशा यह रहता है कि विविधता के किस भाग में प्रवेश किया जाए और किस दिशा से।
प्रति-सहज ज्ञान युक्त खोज जो पारंपरिक चंद्र नेविगेशन को उल्टा कर देती है
यहीं से इस नए शोध में अप्रत्याशित मोड़ आया। पारंपरिक सोच यह मानती है कि सबसे तार्किक दृष्टिकोण पृथ्वी के निकटतम बिंदु पर चंद्र-कक्षा में प्रवेश करना था, जो स्पष्ट, सहज विकल्प था। लेकिन शोधकर्ताओं ने पाया कि वास्तव में विपरीत दिशा से उस विविधता में प्रवेश करना बेहतर है। ब्राज़ील में साओ पाउलो विश्वविद्यालय के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के सह-लेखक विटोर मार्टिंस डी ओलिवेरा ने कहा, “यह मानने के बजाय कि पृथ्वी के सबसे करीब के भाग को चुनना आसान है, हम गैर-तुच्छ समाधान खोजने के लिए तेज़ तरीकों के साथ व्यवस्थित विश्लेषण का उपयोग कर सकते हैं।” दूसरे शब्दों में, सीधे जाने की तुलना में घूमना अधिक कुशल साबित होता है।
कैसे 30 मिलियन सिमुलेशन ने शोधकर्ताओं को अधिक ईंधन-कुशल चंद्रमा मार्ग तक पहुंचाया
खोज के पीछे की विधि कार्यात्मक कनेक्शन के सिद्धांत में निहित है, एक गणितीय ढांचा जो जटिल कक्षीय सिमुलेशन चलाने के लिए आवश्यक कम्प्यूटेशनल भार को कम करता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, टीम ने चंद्रमा पर 30 मिलियन विभिन्न मार्गों का अनुकरण किया, जिसमें 280,000 सिमुलेशन उनके प्रकाशित अध्ययन में संदर्भित हैं। विश्लेषण के उस पैमाने को पुराने तरीकों का उपयोग करके चलाना कहीं अधिक कठिन होता, यही वजह है कि इस विशेष मार्ग की पहले कभी पहचान नहीं की गई थी। नया रिपोर्ट किया गया मार्ग पिछले सबसे सस्ते ज्ञात मार्ग की तुलना में 58.80 मीटर प्रति सेकंड कम ईंधन खपत करता है। यह नाटकीय नहीं लग सकता है, लेकिन कक्षीय यांत्रिकी में, डेल्टा-वी, अंतरिक्ष यान के इंजनों से आवश्यक वेग परिवर्तन का माप, मिशन योजना की मुद्रा है। कम डेल्टा-वी का मतलब है कम ईंधन, लॉन्च के समय कम द्रव्यमान और मिशन के हर चरण में कम लागत।
यह नया चंद्र प्रक्षेप पथ अंतरिक्ष में संचार ब्लैकआउट को भी क्यों समाप्त करता है?
कार्यकुशलता हासिल करना ही एकमात्र लाभ नहीं है। शोधकर्ताओं ने जिस कक्षा का प्रस्ताव रखा है वह पृथ्वी के साथ निर्बाध संचार भी बनाए रखती है, जिसकी गारंटी मौजूदा मार्ग हमेशा नहीं देते हैं। ओलिवेरा ने कहा, “उदाहरण के लिए, आर्टेमिस 2 मिशन का कुछ समय के लिए पृथ्वी से संपर्क टूट गया क्योंकि यह सीधे चंद्रमा के पीछे था।” नया प्रक्षेप पथ पूरी तरह से उस समस्या से बचाता है, जिससे अंतरिक्ष यान पूरी यात्रा के दौरान ग्राउंड स्टेशनों के साथ निरंतर संपर्क में रहता है।
चंद्र अंतरिक्ष अभियानों के भविष्य के लिए चंद्र मार्ग की खोज का क्या अर्थ है
शोधकर्ता इसे अंतिम उत्तर के बजाय शुरुआत के रूप में प्रस्तुत करने में सावधानी बरत रहे हैं। उनके मॉडलिंग में केवल पृथ्वी और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण को ध्यान में रखा गया। भविष्य के शोध में सूर्य के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव जैसे अतिरिक्त चर शामिल हो सकते हैं, जो संभावित रूप से और भी अधिक लागत प्रभावी प्रक्षेप पथ की ओर ले जा सकते हैं।पुर्तगाल में कोयम्बटूर विश्वविद्यालय के शोधकर्ता और अध्ययन के प्रमुख लेखक एलन कार्डेक डी अल्मीडा जूनियर ने कहा, “हमने अपने काम में जो व्यवस्थित विश्लेषण लागू किया है, उसे आगे चलकर अधिक व्यापक रूप से अपनाया जा सकता है।”यह अध्ययन अप्रैल में एस्ट्रोडायनामिक्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ था। जैसा कि एजेंसियां और निजी कंपनियां आने वाले दशक में चंद्र मिशनों की एक महत्वाकांक्षी योजना बना रही हैं, उन उपकरणों का मूल्य केवल बढ़ेगा जो उन यात्राओं को सस्ता और अधिक विश्वसनीय बनाते हैं। यह, यह पता चला है, हमेशा वहाँ था बस दूसरी तरफ से पाए जाने की प्रतीक्षा कर रहा था।
