प्रकाश प्रणोदन कैसे काम करेगा

20 से अधिक वर्षों पहले, संयुक्त राज्य अमेरिका ने एक मिसाइल रक्षा प्रणाली विकसित करना शुरू किया जिसे "स्टार वार्स" उपनाम दिया गया था। इस प्रणाली को विदेशों द्वारा लॉन्च की गई मिसाइलों को मार गिराने के लिए लेज़रों को ट्रैक करने और उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया था । जबकि इस प्रणाली को युद्ध के लिए डिज़ाइन किया गया था , शोधकर्ताओं ने इन उच्च शक्ति वाले लेज़रों के लिए कई अन्य उपयोग किए हैं। वास्तव में, लेज़रों का उपयोग एक दिन अंतरिक्ष यान को कक्षा में और अन्य ग्रहों तक ले जाने के लिए किया जा सकता है।

अंतरिक्ष तक पहुंचने के लिए, हम वर्तमान में अंतरिक्ष यान का उपयोग करते हैं , जिसमें टन ईंधन ले जाना पड़ता है और जमीन से ऊपर उठाने के लिए इसमें दो बड़े रॉकेट बूस्टर लगे होते हैं। लेजर इंजीनियरों को हल्का अंतरिक्ष यान विकसित करने की अनुमति देगा जिसके लिए ऑनबोर्ड ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता नहीं होगी। Lightcraft वाहन ही इंजन है, और के रूप में कार्य करेंगे प्रकाश - ब्रह्मांड के सबसे प्रचुर मात्रा में ऊर्जा स्रोतों में से एक - ईंधन होगा।

प्रकाश प्रणोदन के पीछे मूल विचार हवा को गर्म करने के लिए जमीन पर आधारित लेज़रों का उपयोग है, जो अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ाते हुए विस्फोट करता है। यदि यह काम करता है, तो प्रकाश प्रणोदन रासायनिक रॉकेट इंजनों की तुलना में हजारों गुना हल्का और अधिक कुशल होगा, और शून्य प्रदूषण पैदा करेगा। हाउ स्टफ विल वर्क के इस संस्करण में , हम इस उन्नत प्रणोदन प्रणाली के दो संस्करणों पर एक नज़र डालेंगे - एक हमें पृथ्वी से चंद्रमा तक केवल साढ़े पांच घंटे में ले जा सकता है, और दूसरा हमें आगे ले जा सकता है। "प्रकाश के राजमार्ग" पर सौर मंडल का भ्रमण।

लाइट-प्रोपेल्ड रॉकेट विज्ञान कथा से बाहर की तरह लगते हैं - अंतरिक्ष यान जो अंतरिक्ष में लेजर बीम पर सवारी करते हैं, उन्हें बहुत कम या कोई ऑनबोर्ड प्रणोदक की आवश्यकता नहीं होती है और कोई प्रदूषण नहीं होता है। यह बहुत दूर की कौड़ी लगता है, यह देखते हुए कि हम पृथ्वी पर पारंपरिक जमीन- या हवाई-यात्रा के लिए इसके करीब कुछ भी विकसित नहीं कर पाए हैं। लेकिन जबकि यह अभी भी 15 से 30 साल दूर हो सकता है, लाइटक्राफ्ट के पीछे के सिद्धांतों का कई बार सफलतापूर्वक परीक्षण किया जा चुका है। लाइटक्राफ्ट टेक्नोलॉजीज नामक एक कंपनी ट्रॉय, एनवाई में रेंससेलर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट में शुरू हुए शोध को परिष्कृत करना जारी रखती है।

लाइटक्राफ्ट के लिए मूल विचार सरल है - बलूत के आकार का शिल्प हवा को गर्म करने के लिए आने वाली लेजर बीम को प्राप्त करने और ध्यान केंद्रित करने के लिए दर्पण का उपयोग करता है, जो शिल्प को आगे बढ़ाने के लिए विस्फोट करता है। इस क्रांतिकारी प्रणोदन प्रणाली के बुनियादी घटकों पर एक नज़र डालें:

लिफ्टऑफ़ से पहले, संपीड़ित हवा के एक जेट का उपयोग लाइटक्राफ्ट को लगभग 10,000 क्रांति प्रति मिनट (RPM) में घुमाने के लिए किया जाता है। शिल्प को जाइरोस्कोपिक रूप से स्थिर करने के लिए स्पिन की आवश्यकता होती है। फ़ुटबॉल के बारे में सोचें: अधिक सटीक पास फेंकने के लिए फ़ुटबॉल पास करते समय एक क्वार्टरबैक स्पिन लागू करता है। जब इस बेहद हल्के शिल्प पर स्पिन लगाया जाता है, तो यह शिल्प को अधिक स्थिरता के साथ हवा में काटने की अनुमति देता है। लाइटक्राफ्ट की कार्रवाई का वीडियो देखने के लिए यहां क्लिक करें । ( वीडियो देखने के लिए मुफ्त विंडोज मीडिया प्लेयर संस्करण 6.4 या इससे अधिक की आवश्यकता है।)

एक बार जब लाइटक्राफ्ट एक इष्टतम गति से घूम रहा होता है, तो लेजर चालू हो जाता है, जिससे लाइटक्राफ्ट हवा में उड़ जाता है। प्रति सेकंड 25-28 बार की दर से 10 किलोवाट लेजर दालें। स्पंदन द्वारा, लेजर शिल्प को ऊपर की ओर धकेलता रहता है। प्रकाश पुंज को लाइटक्राफ्ट के तल पर परवलयिक दर्पण द्वारा केंद्रित किया जाता है, जो हवा को 18,000 और 54,000 डिग्री फ़ारेनहाइट (9,982 और 29,982 डिग्री सेल्सियस) के बीच गर्म करता है - जो कि सूर्य की सतह से कई गुना अधिक गर्म होता है । जब आप हवा को इन उच्च तापमानों पर गर्म करते हैं, तो यह एक प्लाज्मा अवस्था में परिवर्तित हो जाती है - यह प्लाज्मा फिर शिल्प को ऊपर की ओर ले जाने के लिए फट जाता है।

FINDS प्रायोजन के साथ लाइटक्राफ्ट टेक्नोलॉजीज, इंक। - पहले की उड़ानों को नासा और अमेरिकी वायु सेना द्वारा वित्त पोषित किया गया था - ने न्यू मैक्सिको में व्हाइट सैंड्स मिसाइल रेंज में कई बार एक छोटे प्रोटोटाइप लाइटक्राफ्ट का परीक्षण किया है । अक्टूबर 2000 में, लघु लाइटक्राफ्ट, जिसका व्यास 4.8 इंच (12.2 सेमी) है और इसका वजन केवल 1.76 औंस (50 ग्राम) है, ने 233 फीट (71 मीटर) की ऊंचाई हासिल की। 2001 में किसी समय, लाइटक्राफ्ट टेक्नोलॉजीज को लाइटक्राफ्ट प्रोटोटाइप को लगभग 500 फीट की ऊंचाई तक भेजने की उम्मीद है। एक किलोग्राम उपग्रह को पृथ्वी की निचली कक्षा में स्थापित करने के लिए 1 मेगावाट के लेजर की आवश्यकता होगी। हालांकि मॉडल एयरक्राफ्ट-ग्रेड एल्यूमीनियम से बना है, अंतिम, पूर्ण आकार का लाइटक्राफ्ट संभवतः सिलिकॉन कार्बाइड से बनाया जाएगा ।

यह लेज़र लाइटक्राफ्ट जहाज के आगे कुछ बीमित ऊर्जा को प्रोजेक्ट करने के लिए शिल्प में स्थित दर्पणों का भी उपयोग कर सकता है। लेज़र बीम से निकलने वाली गर्मी एक हवाई स्पाइक बनाती है जो जहाज के पिछले हिस्से की हवा को मोड़ देती है, इस प्रकार ड्रैग को कम करती है और लाइटक्राफ्ट द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा को कम करती है।

लाइटक्राफ्ट के एक अलग वर्ग के लिए एक अन्य प्रणोदन प्रणाली पर विचार किया जा रहा है जिसमें माइक्रोवेव का उपयोग शामिल है। माइक्रोवेव ऊर्जा लेजर ऊर्जा की तुलना में सस्ती है, और उच्च शक्तियों के पैमाने पर आसान है, लेकिन इसके लिए एक बड़े व्यास वाले जहाज की आवश्यकता होगी। इस प्रणोदन के लिए डिज़ाइन किए जा रहे लाइटक्राफ्ट उड़न तश्तरी की तरह दिखेंगे (अब हम वास्तव में विज्ञान कथा के दायरे में जा रहे हैं)। इस तकनीक को विकसित होने में लेजर से चलने वाले लाइटक्राफ्ट की तुलना में अधिक वर्ष लगेंगे, लेकिन यह हमें बाहरी ग्रहों तक ले जा सकता है। डेवलपर्स इन हजारों लाइटक्राफ्ट की भी कल्पना करते हैं, जो परिक्रमा करने वाले बिजली स्टेशनों के बेड़े द्वारा संचालित होते हैं, जो पारंपरिक एयरलाइन यात्रा की जगह लेंगे।

एक माइक्रोवेव-संचालित लाइटक्राफ्ट एक शक्ति स्रोत का भी उपयोग करेगा जो जहाज में एकीकृत नहीं है। लेजर-संचालित प्रणोदन प्रणाली के साथ, शक्ति स्रोत जमीन पर आधारित है। माइक्रोवेव प्रणोदन प्रणाली उसे चारों ओर से पलट देगी। माइक्रोवेव से चलने वाला अंतरिक्ष यान परिक्रमा, सौर ऊर्जा स्टेशनों से नीचे आने वाली बिजली पर निर्भर करेगा। अपने ऊर्जा स्रोत से दूर जाने के बजाय, ऊर्जा स्रोत लाइटक्राफ्ट को अंदर खींच लेगा।

इससे पहले कि यह माइक्रोवेव लाइटक्राफ्ट उड़ सके, वैज्ञानिकों को 1 किलोमीटर (0.62 मील) के व्यास के साथ एक सौर ऊर्जा स्टेशन की कक्षा में स्थापित करना होगा। लीइक मािराबो , जो Lightcraft अनुसंधान ओर जाता है, का मानना है कि इस तरह के एक पावर स्टेशन बिजली के 20 गीगावाट करने के लिए उत्पन्न कर सकता है। पृथ्वी से ३१० मील (५०० किमी) ऊपर परिक्रमा करते हुए, यह पावर स्टेशन माइक्रोवेव ऊर्जा को ६६-फुट (20-मीटर), डिस्क के आकार के लाइटक्राफ्ट में बीम करेगा जो १२ लोगों को ले जाने में सक्षम होगा। शिल्प के शीर्ष को कवर करने वाले लाखों छोटे एंटेना माइक्रोवेव को बिजली में बदल देंगे। केवल दो कक्षाओं में, बिजली स्टेशन 1,800 गीगाजूल ऊर्जा एकत्र करने में सक्षम होगा और कक्षा की सवारी के लिए लाइटक्राफ्ट को 4.3 गीगावाट बिजली की किरण देगा।

माइक्रोवेव लाइटक्राफ्ट दो शक्तिशाली चुंबक और तीन प्रकार के प्रणोदन इंजन से लैस होगा। जहाज के शीर्ष को कवर करने वाले सौर सेल, बिजली उत्पादन के लिए लॉन्च के समय लाइटक्राफ्ट द्वारा उपयोग किए जाएंगे। बिजली तब हवा को आयनित करेगी और यात्रियों को लेने के लिए शिल्प को प्रेरित करेगी। एक बार लॉन्च होने के बाद, माइक्रोवेव लाइटक्राफ्ट ने अपने आंतरिक परावर्तक का उपयोग अपने चारों ओर की हवा को गर्म करने और ध्वनि अवरोध के माध्यम से धकेलने के लिए किया।

एक बार उच्च ऊंचाई पर, यह हाइपरसोनिक गति के लिए बग़ल में झुक जाएगा। तब माइक्रोवेव शक्ति का आधा हिस्सा हवा को गर्म करने और हवा की स्पाइक बनाने के लिए जहाज के सामने परावर्तित किया जा सकता था, जिससे जहाज को ध्वनि की गति से 25 गुना तक हवा में कटौती करने और कक्षा में उड़ान भरने की अनुमति मिलती थी। शिल्प की शीर्ष गति ध्वनि की गति से लगभग 50 गुना अधिक होती है। माइक्रोवेव पावर का दूसरा आधा हिस्सा शिल्प के प्राप्त एंटीना द्वारा बिजली में परिवर्तित किया जाता है, और इसके दो विद्युत चुम्बकीय इंजनों को सक्रिय करने के लिए उपयोग किया जाता है। ये इंजन तब स्लिप स्ट्रीम, या शिल्प के चारों ओर बहने वाली हवा को तेज करते हैं। स्लिप स्ट्रीम को तेज करके क्राफ्ट किसी भी सोनिक बूम को रद्द करने में सक्षम है, जो लाइटक्राफ्ट को सुपरसोनिक गति से पूरी तरह से शांत कर देता है।

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