अंतरिक्ष लिफ्ट कैसे काम करेगी

जब स्पेस शटल कोलंबिया ने 12 अप्रैल, 1981 को कैनेडी स्पेस सेंटर, Fla से पहला अंतरिक्ष यान मिशन शुरू करने के लिए उड़ान भरी , तो एक पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान का सपना साकार हुआ। तब से, नासा ने 100 से अधिक मिशन लॉन्च किए हैं, लेकिन अंतरिक्ष मिशनों के मूल्य टैग में थोड़ा बदलाव आया है। चाहे वह अंतरिक्ष यान हो या गैर-पुन: प्रयोज्य रूसी अंतरिक्ष यान, एक प्रक्षेपण की लागत लगभग $ 10,000 प्रति पाउंड ($ 22,000 प्रति किलोग्राम) है।

विकसित की जा रही एक नई अंतरिक्ष परिवहन प्रणाली जियोस्टेशनरी अर्थ ऑर्बिट (GEO) की यात्रा को एक दैनिक कार्यक्रम बना सकती है और वैश्विक अर्थव्यवस्था को बदल सकती है।

एक कार्बन नैनोट्यूब मिश्रित रिबन से बना एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक अपतटीय समुद्री मंच से जुड़ा हुआ है जो अंतरिक्ष में लगभग ६२,००० मील (१००,००० किमी) के एक छोटे से काउंटरवेट तक फैला होगा। रिबन से जुड़े यांत्रिक भारोत्तोलक तब रिबन पर चढ़ते हैं, कार्गो और मनुष्यों को अंतरिक्ष में ले जाते हैं, केवल $ 100 से $ 400 प्रति पाउंड ($ 220 से $ 880 प्रति किलोग्राम) की कीमत पर।

इस लेख में, हम इस पर एक नज़र डालेंगे कि कैसे एक अंतरिक्ष लिफ्ट का विचार विज्ञान कथा से बाहर और वास्तविकता में आगे बढ़ रहा है।

1. अंतरिक्ष लिफ्ट रिबन
2. शीर्ष पर एक अंतरिक्ष लिफ्ट की सवारी
3. अंतरिक्ष लिफ्ट रखरखाव
4. अंतरिक्ष लिफ्ट प्रभाव

स्पेस एलेवेटर की अवधारणा को बेहतर ढंग से समझने के लिए, गेम टेदरबॉल के बारे में सोचें जिसमें एक छोर पर एक रस्सी और दूसरी तरफ एक गेंद से जुड़ी होती है। इस सादृश्य में, रस्सी कार्बन नैनोट्यूब मिश्रित रिबन है , ध्रुव पृथ्वी है और गेंद काउंटरवेट है। अब, कल्पना करें कि गेंद को पोल के चारों ओर सदा स्पिन में रखा गया है, इतनी तेजी से कि वह रस्सी को तना हुआ रखता है। यह अंतरिक्ष लिफ्ट का सामान्य विचार है। काउंटरवेट पृथ्वी के चारों ओर घूमता है, केबल को सीधा रखता है और रोबोटिक भारोत्तोलकों को रिबन के ऊपर और नीचे सवारी करने की अनुमति देता है।

लिफ्टपोर्ट द्वारा प्रस्तावित डिजाइन के तहत , अंतरिक्ष लिफ्ट लगभग 62,000 मील (100,000 किमी) ऊंची होगी। लिफ्टपोर्ट कई कंपनियों में से एक है जो अंतरिक्ष लिफ्ट या इसके घटकों के लिए योजनाएं विकसित कर रही है। अक्टूबर 2006 में लास क्रूसेस, न्यू मैक्सिको में एक्स प्राइज़ कप में स्पेस एलेवेटर गेम्स में $400,000 के प्रथम पुरस्कार के लिए दुनिया भर की टीमें प्रतिस्पर्धा करने के लिए तैयार हैं ।

लिफ्ट का केंद्रबिंदु कार्बन नैनोट्यूब मिश्रित रिबन होगा जो केवल कुछ सेंटीमीटर चौड़ा और लगभग कागज के टुकड़े जितना पतला होगा। 1991 में खोजे गए कार्बन नैनोट्यूब, वे हैं जो वैज्ञानिकों को विश्वास दिलाते हैं कि अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण किया जा सकता है। स्पेसवर्ड फाउंडेशन के डॉ. ब्रैडली एडवर्ड्स के अनुसार , "पहले भौतिक चुनौतियां बहुत बड़ी थीं। लेकिन अब हम कार्बन नैनोट्यूब बनाने और ऐसी मशीनों के निर्माण में प्रगति के करीब पहुंच रहे हैं जो बनाने के लिए आवश्यक सामग्री की बड़ी लंबाई को बाहर निकाल सकती हैं। एक रिबन जो अंतरिक्ष में फैल जाएगा" [ रेफरी ]।

कार्बन नैनोट्यूब में स्टील की तुलना में 100 गुना अधिक मजबूत होने की क्षमता होती है और ये प्लास्टिक की तरह लचीले होते हैं । कार्बन नैनोट्यूब की ताकत उनकी अनूठी संरचना से आती है, जो सॉकर गेंदों जैसा दिखता है। एक बार जब वैज्ञानिक कार्बन नैनोट्यूब से फाइबर बनाने में सक्षम हो जाते हैं, तो ऐसे धागे बनाना संभव होगा जो अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए रिबन का निर्माण करेंगे। पहले उपलब्ध सामग्री या तो बहुत कमजोर थी या रिबन बनाने के लिए अनम्य थी और आसानी से टूट जाती थी।

लिफ्टपोर्ट ग्रुप के शोध निदेशक टॉम नुगेंट ने कहा, "उनके पास बहुत अधिक लोचदार मापांक है और उनकी तन्य शक्ति वास्तव में अधिक है, और यह सभी एक सामग्री की ओर इशारा करते हैं, जो सिद्धांत रूप में, अंतरिक्ष लिफ्ट को बनाने में अपेक्षाकृत आसान बनाना चाहिए।"

रिबन दो तरह से बनाया जा सकता है:

एक बार नैनोट्यूब का एक लंबा रिबन बन जाने के बाद, यह एक स्पूल में घाव हो जाएगा जिसे कक्षा में लॉन्च किया जाएगा। जब स्पूल ले जाने वाला अंतरिक्ष यान एक निश्चित ऊंचाई पर पहुंचता है, शायद पृथ्वी की निचली कक्षा में, तो यह अनस्पूल करना शुरू कर देगा, रिबन को वापस पृथ्वी पर ले जाएगा। साथ ही, स्पूल अधिक ऊंचाई पर जाना जारी रखेगा। जब रिबन को पृथ्वी के वायुमंडल में उतारा जाता है, तो इसे पकड़ लिया जाता है और फिर समुद्र में एक मोबाइल प्लेटफॉर्म पर उतारा और लंगर डाला जाता है।

रिबन अंतरिक्ष में एक प्रकार के रेलमार्ग की पटरियों के रूप में काम करेगा। तब यांत्रिक भारोत्तोलकों का उपयोग रिबन पर अंतरिक्ष में चढ़ने के लिए किया जाएगा।

अंतरिक्ष लिफ्ट कैसे मापता है

यदि बनाया जाता है, तो रिबन एक आधुनिक विश्व आश्चर्य का प्रतिनिधित्व करेगा, और यह अब तक की सबसे ऊंची संरचना होगी। गौर करें कि 2005 में दुनिया का सबसे ऊंचा फ्रीस्टैंडिंग टॉवर सीएन टॉवर है , जो टोरंटो, कनाडा के ऊपर 1,815 फीट 5 इंच (553.34 मीटर) ऊपर उठता है। स्पेस एलिवेटर सीएन टावर से 180,720 गुना लंबा होगा!

६२,०००-मील (१००,०००-किमी) लंबी अंतरिक्ष लिफ्ट अंतरिक्ष यान की औसत परिक्रमा ऊंचाई (११५-४०० मील/१८५-६४३ किमी) से काफी ऊपर उठ जाएगी। वास्तव में, यह चंद्रमा की दूरी के लगभग एक चौथाई के बराबर होगा, जो पृथ्वी की परिक्रमा २३७,६७४ मील (३८२,५०० किमी) पर करता है।

जबकि रिबन अभी भी एक वैचारिक घटक है, अंतरिक्ष लिफ्ट के अन्य सभी टुकड़ों का निर्माण रोबोटिक लिफ्टर , एंकर स्टेशन और पावर-बीमिंग सिस्टम सहित ज्ञात तकनीक का उपयोग करके किया जा सकता है । जब तक रिबन का निर्माण नहीं हो जाता, तब तक अन्य घटक 2018 के आसपास लॉन्च के लिए लगभग तैयार हो जाएंगे।

लिफ्टर

रोबोटिक लिफ्टर अंतरिक्ष में अपनी चढ़ाई का मार्गदर्शन करने के लिए रिबन का उपयोग करेगा। भारोत्तोलक पर कर्षण-चलने वाले रोलर्स रिबन पर चढ़ जाते हैं और रिबन को खींचते हैं, जिससे भारोत्तोलक लिफ्ट पर चढ़ने में सक्षम होता है।

एंकर स्टेशन

स्पेस एलिवेटर भूमध्यरेखीय प्रशांत क्षेत्र में एक मोबाइल प्लेटफॉर्म से उत्पन्न होगा, जो रिबन को पृथ्वी पर लंगर डालेगा।

प्रतिभार

रिबन के शीर्ष पर एक भारी काउंटरवेट होगा । अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए प्रारंभिक योजनाओं में एक क्षुद्रग्रह को पकड़ना और इसे काउंटरवेट के रूप में उपयोग करना शामिल था। हालांकि, लिफ्टपोर्ट और इंस्टीट्यूट फॉर साइंटिफिक रिसर्च (आईएसआर) जैसी हालिया योजनाओं में मानव निर्मित काउंटरवेट का उपयोग शामिल है। वास्तव में, काउंटरवेट को अंतरिक्ष यान सहित रिबन बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों से इकट्ठा किया जा सकता है जिसका उपयोग इसे लॉन्च करने के लिए किया जाता है।

पावर बीम

लिफ्टर को एंकर स्टेशन पर या उसके पास स्थित एक फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर सिस्टम द्वारा संचालित किया जाएगा । आईएसआर के अनुसार, लेजर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के लिए 2.4 मेगावाट ऊर्जा को बीम करेगा, जो शायद लिफ्टर से जुड़ी गैलियम आर्सेनाइड (जीएएएस) से बना है, जो उस ऊर्जा को पारंपरिक, नाइओबियम-चुंबक डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली में परिवर्तित कर देगा। .

एक बार चालू होने के बाद, भारोत्तोलक लगभग हर दिन अंतरिक्ष लिफ्ट पर चढ़ सकते हैं। भारोत्तोलकों का आकार पहले पांच टन से लेकर 20 टन तक होगा। 20 टन का भारोत्तोलक 13 टन पेलोड ले जाने में सक्षम होगा और इसमें 900 क्यूबिक मीटर जगह होगी। लिफ्टर से लेकर माल ले जाने हैं उपग्रहों को सौर ऊर्जा पैनलों और अंत में प्रति घंटे 118 मील (190 किमी / घंटा) की गति रिबन ऊपर मनुष्य।

६२,००० मील (१००,००० किमी) की लंबाई में, अंतरिक्ष लिफ्ट मौसम, अंतरिक्ष मलबे और आतंकवादियों सहित कई खतरों के प्रति संवेदनशील होगी। जैसा कि अंतरिक्ष लिफ्ट के डिजाइन पर योजनाएं आगे बढ़ती हैं, डेवलपर्स इन जोखिमों और उन्हें दूर करने के तरीकों पर विचार कर रहे हैं। वास्तव में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि हमेशा एक परिचालन अंतरिक्ष लिफ्ट है, डेवलपर्स कई अंतरिक्ष लिफ्ट बनाने की योजना बना रहे हैं। हर एक पिछले वाले से सस्ता होगा। पहला अंतरिक्ष लिफ्ट एक मंच के रूप में काम करेगा जिससे अतिरिक्त अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण किया जा सके। ऐसा करने में, डेवलपर्स यह सुनिश्चित कर रहे हैं कि भले ही एक अंतरिक्ष लिफ्ट में समस्या हो, अन्य अंतरिक्ष में पेलोड उठाना जारी रख सकते हैं।

अंतरिक्ष मलबे से बचना

जैसा अंतरिक्ष स्टेशन या अंतरिक्ष यान , अंतरिक्ष लिफ्ट कक्षीय वस्तुओं, मलबे और तरह से बचने के लिए क्षमता की आवश्यकता होगी उपग्रहों । अंतरिक्ष लिफ्ट को ऐसी वस्तुओं से बचाने के लिए एंकर प्लेटफॉर्म सक्रिय परिहार का उपयोग करेगा । वर्तमान में, उत्तर अमेरिकी एयरोस्पेस डिफेंस कमांड (NORAD) 10 सेमी (3.9 इंच) से बड़ी वस्तुओं को ट्रैक करता है। अंतरिक्ष लिफ्ट की सुरक्षा के लिए एक कक्षीय मलबे ट्रैकिंग प्रणाली की आवश्यकता होगी जो लगभग 1 सेमी (.39 इंच) आकार की वस्तुओं का पता लगा सके। यह तकनीक वर्तमान में अन्य अंतरिक्ष परियोजनाओं के लिए विकास में है।

लिफ्टपोर्ट के टॉम नुगेंट ने कहा, "हमारी योजना समुद्र में एक मोबाइल प्लेटफॉर्म पर रिबन को लंगर डालने की है।" "आप वास्तव में अपने एंकर को उपग्रहों के रास्ते से रिबन खींचने के लिए चारों ओर ले जा सकते हैं।"

खदेड़ने वाले हमले

अंतरिक्ष लिफ्ट का अलग स्थान आतंकवादी हमले के जोखिम को कम करने का सबसे बड़ा कारक होगा। उदाहरण के लिए, लिफ्टपोर्ट के अनुसार, पहला लंगर भूमध्यरेखीय प्रशांत क्षेत्र में, किसी भी हवाई या शिपिंग लेन से 404 मील (650 किमी) दूर स्थित होगा। अंतरिक्ष लिफ्ट का केवल एक छोटा सा हिस्सा किसी भी हमले की पहुंच के भीतर होगा, जो कि 9.3 मील (15 किमी) या उससे नीचे कुछ भी हो। इसके अलावा, अंतरिक्ष लिफ्ट एक मूल्यवान वैश्विक संसाधन होगा और संभवतः अमेरिका और अन्य विदेशी सैन्य बलों द्वारा संरक्षित किया जाएगा।

अंतरिक्ष लिफ्ट के संभावित वैश्विक प्रभाव की तुलना एक और महान परिवहन उपलब्धि - यूएस ट्रांसकॉन्टिनेंटल रेलरोड से की जा रही है। 1869 में प्रोमोंटोरी, यूटा में पूरा हुआ, अंतरमहाद्वीपीय रेलमार्ग ने पहली बार देश के पूर्वी और पश्चिमी तटों को जोड़ा और अमेरिकी पश्चिम की बस्ती को गति दी। क्रॉस-कंट्री यात्रा महीनों से दिनों तक कम कर दी गई थी। इसने नए बाजार भी खोले और पूरे नए उद्योगों को जन्म दिया। 1893 तक, संयुक्त राज्य अमेरिका में पांच अंतरमहाद्वीपीय रेलमार्ग थे।

अंतरिक्ष लिफ्ट का विचार अंतरमहाद्वीपीय रेलमार्ग के समान ही कई तत्वों को साझा करता है। एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक स्थायी पृथ्वी-से-अंतरिक्ष कनेक्शन बनाएगी जो कभी बंद नहीं होगी। हालांकि यह अंतरिक्ष की यात्रा को तेज नहीं करेगा, लेकिन यह अंतरिक्ष की यात्रा को अधिक बार करेगा और विकास के एक नए युग के लिए जगह खोलेगा। शायद अंतरिक्ष लिफ्ट के विचार को बढ़ावा देने वाला सबसे बड़ा कारक यह है कि यह कार्गो को अंतरिक्ष में रखने की लागत को काफी कम कर देगा। हालांकि रासायनिक रूप से चालित अंतरिक्ष यान की तुलना में धीमी गति से, भारोत्तोलकों ने लॉन्च लागत को $ 10,000 से $ 20,000 प्रति पाउंड तक घटाकर लगभग $ 400 प्रति पाउंड कर दिया।

"द स्पेस एलेवेटर, एनआईएसी फेज II फाइनल रिपोर्ट" के लेखक ब्रैडली एडवर्ड्स के अनुसार, वर्तमान अनुमानों ने कानूनी और नियामक लागतों के साथ $ 6 बिलियन में एक स्पेस एलेवेटर के निर्माण की लागत 4 बिलियन डॉलर रखी है । (एडवर्ड्स कार्बन डिज़ाइन्स के अध्यक्ष और संस्थापक डॉ. ब्रैडली कार्ल एडवर्ड्स भी हैं।) तुलनात्मक रूप से, अंतरिक्ष शटल कार्यक्रम की लागत का अनुमान 1971 में 5.2 बिलियन डॉलर था, लेकिन इसकी लागत $ 19.5 बिलियन थी। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक अंतरिक्ष यान की उड़ान की लागत $500 मिलियन है, जो मूल अनुमानों से 50 गुना अधिक है।

अंतरिक्ष लिफ्ट मुख्य अंतरिक्ष यान के रूप में अंतरिक्ष यान की जगह ले सकती है, और इसका उपयोग उपग्रह परिनियोजन, रक्षा, पर्यटन और आगे की खोज के लिए किया जा सकता है । बाद के बिंदु तक, एक अंतरिक्ष यान लिफ्ट के रिबन पर चढ़ जाएगा और फिर अंतरिक्ष में एक बार अपने मुख्य लक्ष्य की ओर लॉन्च होगा। इस प्रकार के प्रक्षेपण के लिए पृथ्वी के वायुमंडल से बाहर निकलने के लिए सामान्य रूप से आवश्यक ईंधन की तुलना में कम ईंधन की आवश्यकता होगी। कुछ डिजाइनरों का यह भी मानना ​​है कि मंगल सहित अन्य ग्रहों पर अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण किया जा सकता है।

नासा ने डॉ एडवर्ड्स के शोध को तीन साल के लिए वित्त पोषित किया। 2005 में, हालांकि, इसने अंतरिक्ष लिफ्ट पर शोध करने वाली कंपनियों को केवल $28 मिलियन डॉलर का पुरस्कार दिया। हालांकि यह अभी भी परियोजना में बहुत रुचि रखता है, अभी के लिए यह वापस बैठना और अधिक ठोस विकास की प्रतीक्षा करना पसंद करेगा।

अंतरिक्ष लिफ्ट और संबंधित विषयों पर बहुत अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

प्रौद्योगिकी का परीक्षण

फरवरी 2006 में, लिफ़्टपोर्ट ग्रुप ने घोषणा की कि उसने उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारों का उपयोग करके एक मंच को सफलतापूर्वक लॉन्च किया। इन गुब्बारों ने प्लेटफॉर्म को एक मील हवा में छह घंटे तक रखा।

लिफ्टपोर्ट ने सुरक्षा कैमरों और सेल फोन और रेडियो प्रसारण के लिए एक स्टेशन के रूप में हेल (हाई एल्टीट्यूड लॉन्ग एंड्योरेंस) नामक प्लेटफॉर्म का विपणन करने की योजना बनाई है। [ संदर्भ ]।

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