समझाया: मंगल ग्रह वैज्ञानिकों और हम सभी में रहने वाले साहसी के लिए इतना दिलचस्प क्यों है?

नासा का मार्स 2020 पर्सवेरेंस रोवर शुक्रवार की तड़के मंगल की सतह पर उतर गया। दृढ़ता के प्रयोगों के परिणाम अगले कुछ दशकों में मंगल की खोज को परिभाषित करेंगे। नासा के एक वैज्ञानिक बताते हैं कि क्यों और कैसे।

दृढ़ता मंगल पर भेजी गई सबसे उन्नत, सबसे महंगी और सबसे परिष्कृत मोबाइल प्रयोगशाला है। (फोटो: ट्विटर/ @@NASAPersevere)

दृढ़ता सिर्फ एक और रोवर मिशन नहीं है। दृढ़ता मंगल पर भेजी गई सबसे उन्नत, सबसे महंगी और सबसे परिष्कृत मोबाइल प्रयोगशाला है। दृढ़ता पर प्रयोगों के परिणाम अगले कुछ दशकों के मंगल अन्वेषण को परिभाषित करेंगे - यह जीवन की खोज के पाठ्यक्रम और मंगल पर भविष्य के मानव मिशन को निर्धारित करेगा।

पिछले 30 वर्षों में मंगल विज्ञान

1960 के दशक में पहली पीढ़ी के मिशन के समय से मंगल को समझने में हम बहुत लंबा सफर तय कर चुके हैं। सत्तर के दशक के मध्य में वाइकिंग मिशनों ने मंगल की मिट्टी का पहला रासायनिक विश्लेषण किया, साथ ही जैविक गतिविधि का पता लगाने के लिए चार जीव विज्ञान प्रयोग किए। प्रयोगों से जीवन का कोई निर्णायक प्रमाण नहीं मिला।

1980 के दशक की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने खनिज संरचना और चट्टान की बनावट के आधार पर परिकल्पना की थी कि कुछ उल्कापिंडों का मंगल में एक स्रोत क्षेत्र हो सकता है, जो क्षुद्रग्रह बेल्ट के विपरीत है। 1984 में, एक अध्ययन से पता चला कि दुर्लभ गैसों (क्सीनन, क्रिप्टन, नियॉन और आर्गन) की समस्थानिक संरचना वाइकिंग अंतरिक्ष यान द्वारा मापे गए मंगल ग्रह के वातावरण के समस्थानिक अनुपात से मेल खाती है। इस खोज ने भू-रसायनविदों को मंगल ग्रह के नमूनों का अध्ययन करने का एक तरीका प्रदान किया - और मंगल के भू-रासायनिक विकास की हमारी समझ को एक बड़ा बढ़ावा दिया।

20वीं सदी में मंगल को शुष्क ग्रह माना जाता था। यह 2001 में बदल गया, जब मार्स ओडिसी अंतरिक्ष यान में गामा रे स्पेक्ट्रोमीटर ने एक आकर्षक हाइड्रोजन हस्ताक्षर का पता लगाया जो पानी की बर्फ की उपस्थिति का संकेत देता था। लेकिन अस्पष्टता थी - ऐसा इसलिए था क्योंकि हाइड्रोजन कई अन्य यौगिकों का भी हिस्सा हो सकता है, जिसमें कार्बनिक यौगिक भी शामिल हैं।

पानी की उपस्थिति का परीक्षण करने के लिए, नासा ने 2007 में मंगल ग्रह के दक्षिणी ध्रुव के पास उतरने के लिए एक अंतरिक्ष यान भेजा। अंतरिक्ष यान ने अपने रोबोटिक हाथ से लैंडर के चारों ओर की मिट्टी का अध्ययन किया और बिना किसी अस्पष्टता के, मंगल पर पानी की उपस्थिति को स्थापित करने में सक्षम था। पहली बार के लिए।

गुरुवार, 18 फरवरी, 2021 को जेज़ेरो क्रेटर में उतरने के ठीक बाद, मंगल की सतह दिखाते हुए पर्सवेरेंस रोवर द्वारा भेजी गई पहली छवि। (एपी के माध्यम से नासा)

क्यूरियोसिटी रोवर एसएएम (या मंगल पर नमूना विश्लेषण) नामक एक उपकरण रखता है, जिसमें मंगल पर कार्बनिक यौगिकों का पता लगाने के लक्ष्य के साथ स्पेक्ट्रोमीटर का एक सूट होता है। एसएएम में एक मास स्पेक्ट्रोमीटर है जो न केवल तत्वों को माप सकता है, बल्कि आइसोटोप भी माप सकता है। इस उपकरण ने मंगल ग्रह पर बड़ी श्रृंखला वाले कार्बनिक यौगिकों की आकर्षक खोज की है। यह ज्ञात नहीं है कि ये जीव मंगल पर कैसे बनते हैं: यह प्रक्रिया संभवतः निर्जीव होगी, लेकिन एक आकर्षक संभावना है कि ऐसे जटिल अणु जीवन से जुड़ी प्रक्रियाओं द्वारा बनाए गए थे।

मंगल ग्रह पर भूकंपीय गतिविधि और गर्मी के प्रवाह की निगरानी करके मार्स इनसाइट अभी इतिहास बना रहा है - इससे मंगल ग्रह के इंटीरियर की संरचना को समझने में मदद मिलेगी।

अमिताभ घोष वाशिंगटन डीसी में स्थित नासा के ग्रह वैज्ञानिक हैं। उन्होंने 1997 में मार्स पाथफाइंडर मिशन के साथ शुरू होने वाले कई नासा मार्स मिशनों के लिए काम किया है। उन्होंने मार्स एक्सप्लोरेशन रोवर मिशन के लिए साइंस ऑपरेशंस वर्किंग ग्रुप के अध्यक्ष के रूप में कार्य किया, और उन्हें 10 से अधिक वर्षों तक मंगल पर अग्रणी सामरिक रोवर ऑपरेशंस का काम सौंपा गया। उन्होंने मंगल ग्रह पर पहली चट्टान का विश्लेषण करने में मदद की, जो संयोग से किसी अन्य ग्रह से विश्लेषण की गई पहली चट्टान थी।

मंगल के साथ स्थायी आकर्षण

मंगल ग्रह वैज्ञानिकों के लिए इतना दिलचस्प क्यों है? और हम सभी में खोजकर्ता-साहसी के लिए? दो प्राथमिक कारण हैं।

सबसे पहले, मंगल एक ऐसा ग्रह है जहां जीवन अतीत में विकसित हो सकता है। पृथ्वी पर जीवन का विकास 3.8 अरब साल पहले हुआ था। लगभग 4 अरब वर्ष पहले प्रारंभिक मंगल पर स्थितियां पृथ्वी के समान ही थीं। इसमें एक घना वातावरण था, जिसने मंगल की सतह पर पानी की स्थिरता को सक्षम किया। यदि वास्तव में मंगल ग्रह पर स्थितियां पृथ्वी के समान होती हैं, तो इस बात की वास्तविक संभावना है कि मंगल पर सूक्ष्म जीवन का विकास हुआ हो।

दूसरा, मंगल ही एकमात्र ऐसा ग्रह है जिस पर मनुष्य लंबे समय तक जा सकता है या उसमें रह सकता है। शुक्र और बुध का अत्यधिक तापमान होता है - औसत तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है, या खाना पकाने के ओवन से अधिक गर्म होता है। बृहस्पति से शुरू होने वाले बाहरी सौर मंडल के सभी ग्रह गैस से बने हैं - सिलिकेट या चट्टानों से नहीं - और बहुत ठंडे हैं। तापमान के मामले में मंगल तुलनात्मक रूप से मेहमाननवाज है, भूमध्य रेखा पर 20 डिग्री सेल्सियस से लेकर ध्रुवों पर शून्य से 125 डिग्री सेल्सियस के बीच अनुमानित सीमा के साथ।

मंगल ग्रह पर दृढ़ता का मिशन

दृढ़ता मंगल के चारों ओर महत्वपूर्ण विषयों - जीवन की खोज, और उस ग्रह के लिए एक मानव मिशन दोनों को संबोधित करती है।

नमूना वापसी मिशन: क्या मंगल पर जीवन है?

मंगल से नमूने वापस लाने के लिए बहु-चरणीय परियोजना में दृढ़ता पहला कदम है। दुनिया भर में परिष्कृत प्रयोगशालाओं में लौटाए गए चट्टान के नमूनों के अध्ययन से उम्मीद है कि मंगल पर अतीत में जीवन मौजूद था या नहीं, इस पर निर्णायक जवाब मिलेगा।

नमूना विवरणी के चरण यहां दिए गए हैं:

पहले कदम के रूप में, Perseverance 43 सिगार आकार की ट्यूबों में चट्टान और मिट्टी के नमूने एकत्र करेगा। नमूने एकत्र किए जाएंगे, कनस्तरों को सील कर दिया जाएगा और जमीन पर छोड़ दिया जाएगा।

दूसरा चरण मार्स फ़ेच रोवर (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा प्रदान किया गया) के लिए विभिन्न स्थानों से सभी नमूनों को लैंड करने, ड्राइव करने और एकत्र करने और लैंडर पर लौटने के लिए है।

फ़ेच रोवर फिर कनस्तरों को एसेंट व्हीकल में स्थानांतरित कर देगा। मार्स एसेंट व्हीकल एक ऑर्बिटर से मिलेगा जिसके बाद ऑर्बिटर नमूनों को वापस पृथ्वी पर ले जाएगा।

इस दीर्घकालिक परियोजना को MSR या मार्स सैंपल रिटर्न कहा जाता है। एमएसआर मंगल के विकासवादी इतिहास के बारे में हमारी समझ में क्रांतिकारी बदलाव लाएगा। यदि एमएसआर को सफलतापूर्वक क्रियान्वित किया जाता है, तो हमारे पास इसका उचित उत्तर होगा कि क्या मंगल पर सूक्ष्म जीवन था।

लेकिन एमएसआर के अपने जोखिम हैं। यदि फ़ेच रोवर या मार्स एसेंट व्हीकल जैसे घटकों में से एक विफल हो जाता है, तो MSR बर्बाद हो जाता है। एक छिपा हुआ जोखिम रणनीतिक है। एमएसआर की कीमत पर, सौर मंडल के विभिन्न हिस्सों में 5-10 अंतरिक्ष यान मिशन हो सकते हैं: इसलिए, एमएसआर चुनकर, नासा उन अन्य मिशनों को करने के विकल्प को बंद कर देता है।

मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन का उत्पादन: एक महत्वपूर्ण आवश्यकता

मंगल पर मानव मिशन को अमल में लाने के लिए, लागत उचित होनी चाहिए। लागत वाजिब होने के लिए, मंगल ग्रह पर उपलब्ध कच्चे माल का उपयोग करके मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन के निर्माण के लिए एक प्रौद्योगिकी और बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है।

मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन के निर्माण के मजबूत तरीके के बिना, मंगल पर मानव मिशन बहुत महंगा और अवास्तविक होगा। मंगल ग्रह पर एक विश्वसनीय ऑक्सीजन उत्पादन योजना के बिना, एलोन मस्क की मंगल पर वाणिज्यिक परिवहन प्रदान करने की योजना के विफल होने का खतरा होगा।

दृढ़ता के पास एक उपकरण होगा - MOXIE, या मार्स ऑक्सीजन इन-सीटू रिसोर्स यूटिलाइज़ेशन एक्सपेरिमेंट - जो वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके लगभग 10 ग्राम ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए 300 वाट बिजली का उपयोग करेगा।

यदि यह प्रयोग सफल होता है, तो MOXIE को मनुष्यों की दो बहुत ही महत्वपूर्ण ज़रूरतों को पूरा करने के लिए 100 के एक कारक द्वारा बढ़ाया जा सकता है: सांस लेने के लिए ऑक्सीजन, और पृथ्वी पर वापस यात्रा के लिए रॉकेट ईंधन।

मंगल ग्रह पर भूमिगत जल की तलाश

दृढ़ता मंगल के उपसतह प्रयोग (RIMFAX) के लिए रडार इमेजर ले जाएगी। RIMFAX लैंडिंग साइट पर उपसतह संरचना की उच्च रिज़ॉल्यूशन मैपिंग प्रदान करेगा। उपकरण मंगल ग्रह पर उपसतह जल की भी तलाश करेगा - जो, यदि पाया जाता है, तो मानव मिशन या मंगल पर मानव बसने के कारण के मामले में बहुत मदद करेगा।

मंगल ग्रह पर उड़ान भरने के लिए हेलीकॉप्टर का परीक्षण

मार्स हेलीकॉप्टर वास्तव में एक छोटा ड्रोन है। यह एक तकनीकी प्रदर्शन प्रयोग है: यह परीक्षण करने के लिए कि क्या हेलीकॉप्टर मंगल ग्रह पर विरल वातावरण में उड़ सकता है।

मंगल ग्रह के वायुमंडल का कम घनत्व वास्तव में मंगल ग्रह पर एक हेलीकॉप्टर या एक विमान के उड़ान भरने की संभावना को बहुत कम कर देता है। मंगल ग्रह पर लंबी दूरी के परिवहन को उन वाहनों पर निर्भर रहना पड़ता है जो संचालित चढ़ाई और संचालित वंश के लिए रॉकेट इंजन पर भरोसा करते हैं।

हम शायद मंगल ग्रह की खोज में दो मील के पत्थर से एक दशक दूर हैं: मंगल के लिए एक मानव मिशन, और इस सवाल का निर्णायक जवाब कि क्या मंगल ने सूक्ष्म जीवन को आश्रय दिया - या अभी भी बंदरगाह - सूक्ष्म जीवन। दृढ़ता से दोनों प्रश्नों पर महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करने की अपेक्षा की जाती है।

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