समझाया: मंगल ग्रह पर नासा के दृढ़ता रोवर लैंडिंग को क्या मुश्किल बनाता है?

आमतौर पर, मंगल ग्रह की यात्रा, जो लगभग 300 मिलियन मील दूर है, में लगभग सात-आठ महीने लगते हैं। दृढ़ता 30 जुलाई, 2020 को खिड़की के दौरान लॉन्च की गई थी जब मंगल और पृथ्वी एक दूसरे के सबसे करीब थे।

दृढ़ता रोवर इस अदिनांकित कलात्मक वैचारिक चित्रण हैंडआउट में मंगल ग्रह पर एक रॉक नमूना एकत्र करने के लिए अपनी ड्रिल का उपयोग करता है। (NASA/JPL-Caltech/रायटर के माध्यम से हैंडआउट)

गुरुवार को नासा के पर्सवेरेंस रोवर के लाल ग्रह पर जेजेरो क्रेटर पर उतरने की उम्मीद है, जिसके बाद यह पिछले जीवन के संकेतों को देखने के लिए काम फिर से शुरू करेगा।

लैंडिंग सबसे छोटा है लेकिन मिशन के सबसे महत्वपूर्ण और कठिन चरणों में से एक है। नासा का कहना है कि क्योंकि यह मुश्किल है, दुनिया भर में अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा मंगल ग्रह पर भेजे गए मिशनों में से केवल 40 प्रतिशत ही सफल रहे हैं क्योंकि सैकड़ों चीजें नेल-बाइटिंग ड्रॉप के लिए सही जाना है।

इस तरह के मिशन को लॉन्च करने की कठिनाई को कुछ संदर्भ देने के लिए, शोध गणितज्ञ कैथरीन जॉनसन का उदाहरण है। 2016 की फिल्म में छिपे हुए आंकड़े , ताराजी पी. हेंसन ने जॉनसन की भूमिका निभाई, जिन्होंने सटीक गणना का पता लगाने के लिए काम किया, जिसने कैप्सूल के प्रक्षेपवक्र को निर्धारित किया जो 1962 में जॉन ग्लेन को अंतरिक्ष में लॉन्च करेगा।

मंगल के लिए अन्य मिशन

एक और मंगल मिशन, संयुक्त अरब अमीरात का अल अमल (होप)-अरब दुनिया का पहला ऐसा मिशन- पिछले हफ्ते मंगल की कक्षा में प्रवेश किया . हालाँकि, यह एक कक्षीय मिशन है और इसमें ग्रह की सतह पर उतरना शामिल नहीं है। यूएई के अलावा, चीन ने जुलाई-अगस्त विंडो के दौरान एक मंगल मिशन भी लॉन्च किया।

ऐसे महत्वाकांक्षी अंतरिक्ष मिशनों के आलोक में, कुछ ज्योतिषविदों ने संभावित 'अंतरग्रहीय संदूषण' के बारे में चिंता व्यक्त की है। इसका अर्थ है पृथ्वी-आधारित रोगाणुओं को अन्य खगोलीय पिंडों में ले जाना और अलौकिक रोगाणुओं को पृथ्वी पर वापस लाना। अंतरिक्ष अनुसंधान समिति (COSPAR) एक 'ग्रह सुरक्षा नीति' निर्धारित करती है जिसका उद्देश्य अन्य ग्रहों पर भेजे जाने वाले रोगाणुओं की संख्या को सीमित करना है, साथ ही यह सुनिश्चित करना है कि विदेशी जीवन पृथ्वी पर तबाही का कारण न बने।

मंगल ग्रह पर अंतरिक्ष यान कैसे पहुंचता है?

आमतौर पर, मंगल ग्रह की यात्रा, जो लगभग 300 मिलियन मील दूर है, में लगभग सात-आठ महीने लगते हैं। दृढ़ता 30 जुलाई, 2020 को खिड़की के दौरान लॉन्च की गई थी जब मंगल और पृथ्वी एक दूसरे के सबसे करीब थे। यह खिड़की महत्वपूर्ण है क्योंकि दो ग्रह अलग-अलग गति से सूर्य की परिक्रमा करते हैं और हर दो साल में ग्रह एक ऐसी स्थिति में होते हैं जहां वे एक-दूसरे के सबसे करीब होते हैं। अंतरिक्ष एजेंसियां ​​इस खिड़की के दौरान अपने अंतरिक्ष यान को लॉन्च करना चाहती हैं क्योंकि निकट दूरी का मतलब कम रॉकेट ईंधन का उपयोग करना है।

एक के अनुसार पर्ड्यू विश्वविद्यालय द्वारा किया गया विश्लेषण , ठोस रॉकेट प्रणोदक की लागत 5 डॉलर प्रति किलोग्राम होने का अनुमान है। हालाँकि, कार के आकार का Perseverance रोवर एक परमाणु-संचालित प्रणाली का उपयोग कर रहा है। लगभग 30 वर्षों में, यह अमेरिका में राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं द्वारा निर्मित घरेलू रूप से उत्पादित प्लूटोनियम का उपयोग करने वाला पहला रोवर बन जाएगा। रोवर को एक जनरेटर द्वारा संचालित किया जाएगा जो प्लूटोनियम -238 के प्राकृतिक क्षय से उत्पन्न गर्मी को बिजली में परिवर्तित करेगा, जो रोवर और उसके उपकरणों को मंगल पर उतरने के बाद चालू रखेगा।

दृढ़ता मिशन की लागत क्या है?

नासा को मिशन पर 2.7 बिलियन डॉलर खर्च करने का अनुमान है, जिसमें अंतरिक्ष यान विकास, प्रक्षेपण संचालन और मंगल पर उतरने के बाद संचालन को बनाए रखने की लागत शामिल है।

के अनुसार ग्रह समाज ईंधन के रूप में प्लूटोनियम-238 का उपयोग करने से मिशन की लागत बढ़ गई है क्योंकि परमाणु सामग्री उन्नत पर्यावरण और सुरक्षा नियमों से जुड़ी हुई है। मिशन की कुल लागत Google द्वारा छह दिनों में की गई राशि के बराबर है, या अमेरिकी हर 10 दिनों में अपने पालतू जानवरों पर खर्च की जाने वाली राशि या अमेरिकी रक्षा विभाग को चलाने के 33 घंटे के बराबर है, समाज का कहना है।

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मंगल ग्रह पर उतरना क्यों मुश्किल है?

प्रवेश, अवतरण और लैंडिंग (EDL), मंगल 2020 मिशन का सबसे तीव्र चरण कहलाता है। पर्सवेरेंस रोवर के मंगल पर सफलतापूर्वक उतरने के लिए, कई चीजों को सही करने की जरूरत है। ईडीएल चरण तब शुरू होता है जब रोवर 20,000 किमी प्रति घंटे की गति से यात्रा करते हुए मंगल ग्रह के वायुमंडल के शीर्ष पर पहुंच जाएगा। रोवर के लिए यहां चुनौती यह है कि इसकी गति लगभग 20,000 किमी प्रति घंटे से घटाकर शून्य कर दी जाए और साथ ही गड्ढे पर एक संकरी सतह पर उतर जाए।

नासा का कहना है कि ईडीएल चरण सात मिनट में समाप्त हो जाएगा जब रोवर ग्रह की सतह पर स्थिर होगा। इसके बाद ब्रेक्स को बहुत सावधानी से, रचनात्मक और चुनौतीपूर्ण तरीके से लगाने की जरूरत है।

वायुमंडल में प्रवेश करने से दस मिनट पहले, रोवर अपने क्रूज चरण को छोड़ देगा, जिसमें सौर पैनल, रेडियो और ईंधन टैंक होते हैं जो उड़ान के दौरान उपयोग किए जाते हैं। केवल सुरक्षात्मक एरोशेल, जिसमें रोवर और अवरोही चरण शामिल हैं, ग्रह की सतह की यात्रा करेंगे। अब, अंतरिक्ष यान के रूप में मंगल की सतह में प्रवेश करता है , यह ड्रैग द्वारा धीमा हो जाएगा, जो तब होता है जब किसी ग्रह के वायुमंडल का घर्षण एक अंतरिक्ष यान की सतह के खिलाफ काम करता है, जिससे यह धीमा हो जाता है और इसकी कक्षीय ऊंचाई कम हो जाती है।

जबकि ड्रैग अंतरिक्ष यान को धीमा कर देता है, यह इसे गर्म भी करता है और रोवर के वायुमंडल में प्रवेश करने के लगभग 80 सेकंड बाद चरम ताप होता है। लेकिन यह रोवर को प्रभावित नहीं करता है, जो कमरे के तापमान पर एयरोशेल के अंदर होता है।

जबकि यह वायुमंडल के माध्यम से उतर रहा है, अंतरिक्ष यान को पाठ्यक्रम पर बने रहने के लिए छोटे थ्रस्टर्स को फायर करने की आवश्यकता होगी, क्योंकि अलग-अलग घनत्व वाले हवा के छोटे पॉकेट्स के कारण इसे बंद किया जा सकता है। इसके बाद, हीट शील्ड अंतरिक्ष यान को लगभग 1,600 किमी प्रति घंटे तक धीमा कर देगी, जिस बिंदु पर (प्रवेश के लगभग 240 सेकंड बाद) सुपरसोनिक पैराशूट तैनात किया जाएगा।

पैराशूट के तैनात होने के बीस सेकंड बाद, हीट शील्ड अलग हो जाती है और रोवर पहली बार ग्रह के वायुमंडल के संपर्क में आता है। इस बिंदु पर, पैराशूट वाहन को और धीमा करने के लिए काम कर रहा है। लेकिन मंगल का वायुमंडल पतला होने के कारण यान अभी भी 320 किमी प्रति घंटे की गति से सतह की ओर बढ़ रहा है। इसलिए, एक सुरक्षित लैंडिंग के लिए, रोवर को पैराशूट को छोड़ने और रॉकेट का उपयोग करके बाकी यात्रा करने की आवश्यकता होती है, जो कि अवरोही चरण का हिस्सा है, जिसके इंजन को तब निकाल दिया जाएगा जब रोवर सतह से लगभग 2,100 मीटर ऊपर होगा।

रोवर की अंतिम अवतरण गति लगभग 2.7 किमी प्रति घंटा है, जो एक औसत मानव द्वारा एक घंटे में लगभग 5 किमी की दूरी तय करने की तुलना में धीमी है। इस स्तर पर, सतह से लगभग 66 फीट ऊपर सतह पर टचडाउन के लिए लगभग 12 सेकंड शेष हैं, रोवर को केबलों के एक सेट पर उतारा जाता है। जैसे ही रोवर को होश आता है कि उसके पहिए जमीन को छू चुके हैं, वह केबलों को काट देता है, जो तब रोवर से कहीं दूर सतह पर अपनी स्वतंत्र अनियंत्रित लैंडिंग करते हैं।

नासा के मार्स 2020 पर्सवेरेंस रोवर वाहन को ले जाने वाला एक यूनाइटेड लॉन्च अलायंस एटलस वी रॉकेट केप कैनावेरल, फ्लोरिडा, यूएस जुलाई 30, 2020 में केप कैनावेरल एयर फ़ोर्स स्टेशन से उड़ान भरता है। (NASA/Joel Kowsky/Handout by Reuters)

मंगल ग्रह पर परसेवरेंस रोवर क्या करेगा?

दृढ़ता ग्रह पर एक मंगल वर्ष (पृथ्वी पर दो वर्ष) बिताएगी, जिसके दौरान वह लैंडिंग साइट क्षेत्र का पता लगाएगा। जेज़ेरो क्रेटर जहां यह उतरेगा, वह एक प्राचीन नदी डेल्टा का स्थल था (वैज्ञानिकों को यह पता है कि पिछले लैंडेड और ऑर्बिटल मिशनों के दौरान एकत्र किए गए सबूतों के कारण जो अरबों साल पहले ग्रह पर गीली स्थितियों की ओर इशारा करते हैं)।

यदि मंगल ने अपने प्राचीन अतीत (3.5-3.8 अरब वर्ष पूर्व) में पानी के प्रवाह को सक्षम करने के लिए एक गर्म वातावरण को आश्रय दिया था, और यदि उस पर सूक्ष्म जीवन मौजूद था, तो यह संभव है कि यह आज भी विशेष क्षेत्रों में मौजूद है।

रोवर अपने साथ सात उपकरण ले जा रहा है, जिसमें ज़ूम करने की क्षमता वाला एक उन्नत कैमरा सिस्टम शामिल है, एक सुपरकैम, जो एक ऐसा उपकरण है जो इमेजिंग और रासायनिक संरचना विश्लेषण और एक स्पेक्ट्रोमीटर प्रदान करेगा। रोवर पर सवार सबसे दिलचस्प उपकरणों में से एक, हालांकि, मोक्सी कहा जाता है, जो मंगल ग्रह के वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड से ऑक्सीजन का उत्पादन करेगा। यदि यह उपकरण सफल होता है, तो भविष्य के अंतरिक्ष यात्री (अभी तक, किसी भी मानव ने मंगल ग्रह पर पैर नहीं रखा है) इसका उपयोग पृथ्वी पर लौटने के लिए रॉकेट ईंधन जलाने के लिए कर सकते हैं।

रोवर मंगल पर उड़ान भरने वाला पहला हेलीकॉप्टर इनजेनिटी भी ले जाएगा। यह सतह से उन स्थानों से नमूने एकत्र करने में मदद करेगा जहां रोवर नहीं पहुंच सकता। कुल मिलाकर, रोवर को प्राचीन जीवन के संकेतों का अध्ययन करने, भविष्य के मिशनों के दौरान पृथ्वी पर वापस भेजे जाने वाले नमूने एकत्र करने और नई तकनीक का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो भविष्य में रोबोट और ग्रह को मानव मिशनों को लाभान्वित कर सकता है।

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