शुक्र के वातावरण का थोड़ा सा हिस्सा घर लाने की जंगली योजना

यदि आप हाल ही में अंतरिक्ष समाचारों का अनुसरण कर रहे हैं, तो आपने संभवतः मार्स सैंपल रिटर्न के बारे में सुना होगा - मंगल ग्रह की चट्टानों के नमूने एकत्र करने और उन्हें अध्ययन के लिए पृथ्वी पर वापस लाने की नासा की महत्वाकांक्षी योजना। वह मिशन इस दशक के अंत में लॉन्च होने वाला है, लेकिन उन नमूनों को इकट्ठा करना और पुनः प्राप्त करना एक साल लंबी और बेहद महंगी प्रक्रिया होगी।

लेकिन मंगल ग्रह इतनी दूरी पर स्थित एकमात्र ग्रह नहीं है। हम अपने दूसरे ग्रहीय पड़ोसी शुक्र पर क्यों नहीं जाते और वहां से भी एक नमूना एकत्र नहीं करते?

यह वही है जो शुक्र शोधकर्ताओं के एक समूह द्वारा प्रस्तावित किया जा रहा है। अधिक जानने के लिए हमने प्रस्ताव समूह के नेता से बात की।

एक पुराना विचार जिसका समय आ गया है

वैज्ञानिक दशकों से शुक्र से एक नमूना प्राप्त करने की कोशिश की खूबियों पर चर्चा कर रहे हैं, मिशन अवधारणाओं का अध्ययन 1980 के दशक में किया गया था। हालाँकि मंगल ग्रह वह ग्रह रहा है जिस पर हाल के वर्षों में सबसे अधिक ध्यान गया है, ग्रह विज्ञान में गहरी रुचि है शुक्र के बारे में और अधिक जानने में समुदाय - विशेष रूप से क्योंकि यह हमें हमारे सौर के बाहर अन्य ग्रहों के बारे में और अधिक समझने में मदद कर सकता है प्रणाली।

अब यह बदल सकता है, क्योंकि नासा इसकी शुरूआत कर रहा है शुक्र का दशक अगले दशक के लिए निर्धारित यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी मिशन के साथ-साथ कुछ मिशन वहां जाने के लिए तैयार हैं।

पिछला शुक्र नमूना मिशन कुछ कारणों से कभी धरातल पर नहीं उतर सका: मंगल ग्रह पर अधिक ध्यान शुक्र, ऐसे जटिल ऑपरेशन को सक्षम करने के लिए प्रौद्योगिकी की कमी, और आवश्यक अमानवीयता शुक्र। शुक्र गर्म है, इसका वातावरण अत्यंत सघन है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स के संचालन के लिए बहुत कठोर वातावरण बनाता है।

शुक्र ग्रह के लिए उड़ान भरने की कोशिश कर रहा हूँ, सतह पर एक जांच भेजता हूँ, एक नमूना एकत्र करता हूँ, उस नमूने को वापस कक्षा में ले आता हूँ, और फिर इसे पृथ्वी पर लौटाना अत्यधिक महंगा होगा और इसके लिए महत्वपूर्ण तकनीकी की आवश्यकता होगी विकास.

इसीलिए फ्रांसीसी शोधकर्ताओं के एक समूह का दृष्टिकोण अलग है। शुक्र की सतह का एक टुकड़ा इकट्ठा करने की कोशिश करने के बजाय, हमें इसके वायुमंडल का कुछ हिस्सा लेने की कोशिश करनी चाहिए। वीनस एटमॉस्फेरिक सैंपल रिटर्न मिशन या VATMOS-SR पेरिस इंस्टीट्यूट ऑफ प्लैनेटरी फिजिक्स के एक समूह द्वारा एक मिशन अवधारणा है, जो अपने विचार के लिए समर्थन जुटाने की कोशिश कर रहे हैं।

इस दृष्टिकोण का सबसे बड़ा लाभ इसकी सापेक्षिक सरलता है। सतह पर कुछ भी उतारने या कक्षा में वापस आने की कोई आवश्यकता नहीं है। इसके बजाय, आप एक अंतरिक्ष यान को पृथ्वी से दूर और शुक्र की ओर भेज सकते हैं, जहां यह वायुमंडल में प्रवेश करेगा और लगभग चार लीटर गैस से बोतलें भर देगा। फिर यह सीधे पृथ्वी की ओर यात्रा करता रहेगा।

अंतरिक्ष यान में कोई उपकरण नहीं होगा और कोई रीडिंग नहीं लेगा। यह सिर्फ एक संग्रह वाहन होगा. प्रमुख शोधकर्ता गुइलाउम एविस ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया कि यह इसे सुरक्षित, आसान और सस्ता बनाता है।

एविस ने कहा, "आप बस एक बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र पर वातावरण के माध्यम से चलते हैं।" "तो वहां जाने, अपना नमूना लेने और पृथ्वी पर वापस आने में बस एक साल लगता है।"

लंबी अवधि के लिए योजना बना रहे हैं

इन दिनों, ग्रह विज्ञान मिशनों में आम तौर पर किसी स्थान पर उपकरण (जैसे कि मंगल रोवर पर) भेजना और उनसे माप लेना शामिल होता है। यह दृष्टिकोण सामग्री एकत्र करने और उसे पृथ्वी पर वापस लाने की वकालत करता है, जहां हमारे पास जांच करने के लिए अधिक सक्षम और विविध उपकरण हैं।

और किसी दूसरे ग्रह के बहुमूल्य नमूने के साथ, थोड़ा बहुत काम आता है। कई लीटर गैस का एक नमूना वैज्ञानिकों को वर्षों तक व्यस्त रख सकता है।

"वास्तव में अच्छी बात यह है कि आपको बहुत अधिक गैस मिलती है और आप इसे हमेशा के लिए नहीं, बल्कि पृथ्वी पर लंबे समय तक माप सकते हैं," एविस ने समझाया। “यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो आप उस नमूने का थोड़ा सा हिस्सा संरक्षित कर सकते हैं। शायद एक दशक में, हमारे पास पृथ्वी पर एक नया स्पेक्ट्रोमीटर होगा जो इस नमूने के लिए उपयोगी होगा।"

भविष्य के लिए यह योजना तब समझ में आती है जब आप देखते हैं कि नासा ने अपोलो मिशन के दौरान एकत्र किए गए चंद्र नमूनों को चंद्रमा तक कैसे पहुंचाया है। कुछ नमूनों का विश्लेषण पृथ्वी पर लौटते ही कर लिया गया, लेकिन अन्य को इस आधार पर संग्रहीत किया गया कि भविष्य की तकनीक उन्हें नई गहराई से विश्लेषण करने की अनुमति देगी। और 50-वर्षीय नमूने के साथ, उस दीर्घकालिक दृष्टिकोण का फल मिला है पिछले वर्ष ही खोला गया और चंद्रमा के भूविज्ञान और इतिहास के बारे में जानकारी प्रकट करना।

यदि हम शुक्र के वायुमंडल का एक समान नमूना लेने में सक्षम थे, तो इसका अधिकांश भाग दीर्घकालिक रूप से भी संग्रहीत किया जा सकता था। और शोधकर्ताओं को गैस के नमूने के केवल मुट्ठी भर परमाणुओं से भी लाभ होगा, इसलिए कई लीटर का एक नमूना पूरे शुक्र समुदाय के लिए शोध सामग्री प्रदान करने के लिए पर्याप्त होगा।

शुक्र पर डेविंसी नामक एक आगामी मिशन में वायुमंडल के समान माप करने की योजना है, लेकिन इस मामले में, वास्तविक समय की कमी है। मिशन में वायुमंडल के माध्यम से एक नमूना क्षेत्र को गिराना शामिल है, इसलिए नमूनों को केवल एक घंटे के भीतर लेना और संसाधित करना होगा।

इससे शुरुआती दशकों में पिछले शुक्र मिशनों में समस्याएं पैदा हुईं, जिसके परिणामस्वरूप गलत अंशांकन या बंद वेंट के कारण विकृत निष्कर्ष निकले। इंजीनियर नमूने लेने में किसी भी संभावित समस्या का अनुमान लगाने की पूरी कोशिश करते हैं, लेकिन ऐसा करना तब कठिन होता है जब मिशन जिस वातावरण में प्रवेश कर रहा है उसके बारे में बहुत सारे अज्ञात हों।

हालाँकि, यदि कोई नमूना पृथ्वी पर वापस लाया जाता है, तो उपकरणों को कैलिब्रेट करने और परिणामों की दोबारा जाँच करने के लिए बहुत समय होता है, जिससे निष्कर्ष अधिक विश्वसनीय हो जाते हैं।

बहुत तेज़ गति से नमूना लेने में कुछ जटिलताएँ होती हैं। फ्रैक्शनेशन नामक एक प्रक्रिया होती है जो एक नमूने को इतनी तेजी से एकत्र करने पर विभिन्न भागों में विभाजित कर सकती है, लेकिन इसके लिए इसे सही करना संभव होना चाहिए।

वायुमंडलीय नमूनाकरण मिशन कैसे काम करेगा?

हालांकि, अच्छे कारण हैं कि इससे पहले किसी ने भी शुक्र नमूना वापसी मिशन का प्रयास नहीं किया है। क्योंकि यह आसान नहीं है.

शुक्र नमूना वापसी मिशन के समानांतर स्पष्ट रूप से मंगल नमूना वापसी मिशन होगा नासा और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के बीच आगामी संयुक्त उद्यम जो देर से लॉन्च होने वाला है 2020। मंगल ग्रह से एक नमूना इकट्ठा करने की इस योजना में कई रोवर्स, लैंडर या हेलीकॉप्टर शामिल हैं, इसे बनाने में कई दशक लग गए हैं, और इसका बजट बहुत अधिक है जिससे मंगल ग्रह के उत्साही उत्साही लोग भी चिंतित हैं।

और शुक्र अपने घने वातावरण, सल्फ्यूरिक एसिड के बादलों और समुद्र की गहराई के बराबर दबाव के कारण मंगल से भी अधिक दुर्गम है। एविस ने कहा, शुक्र की सतह से एक नमूना वापस करने का प्रयास एक "बुरा सपना" होगा, और "शायद मंगल ग्रह से भी अधिक महंगा होगा।"

यही कारण है कि एविस का समूह इसके बजाय ग्रह के वायुमंडल से एक नमूना लेने का प्रस्ताव कर रहा है। "यह बहुत सस्ता है," उन्होंने अपेक्षाकृत बोलते हुए कहा: समूह का अनुमान है कि इस तरह के मिशन की लागत 100 मिलियन यूरो ($110 मिलियन) है, इसकी तुलना में $8 से $9 बिलियन वर्तमान अनुमान मंगल नमूना वापसी के लिए.

हालाँकि, वायुमंडलीय नमूने की सापेक्ष सहजता के साथ भी, वातावरण का कोई भी पुराना हिस्सा काम नहीं करेगा। बहुत अधिक ऊंचाई पर, वायुमंडल अत्यंत पतला होता है, और कुछ अणु गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग हो जाते हैं। इसलिए एक प्रतिनिधि नमूना प्राप्त करने के लिए, आपको होमोपॉज़ नामक स्तर से नीचे जाने की आवश्यकता है, जिसके नीचे वातावरण सभी विभिन्न अणुओं को समाहित करने के लिए पर्याप्त रूप से मिश्रित होता है।

शुक्र पर, होमोपॉज सतह से लगभग 110 किमी (70 मील) दूर है, इसलिए मिशन को उस स्तर से नीचे पहुंचने की जरूरत है। लेकिन आप जितना गहराई में जाएंगे, मिशन उतना ही कठिन होता जाएगा। "तो लक्ष्य कुछ सुरक्षा मार्जिन के साथ होमोपॉज़ के ठीक नीचे होना है," एविस ने कहा। "अगर हम गहराई में जाएं तो यह बहुत अधिक चुनौतीपूर्ण और महंगा हो जाता है।"

चुनौतियाँ

हालाँकि, ग्रह के वायुमंडल से गुज़रना भी कठिन है। एक बड़ी चुनौती अंतरिक्ष यान को वायुमंडल में घर्षण के कारण बनने वाली जबरदस्त गर्मी से सुरक्षित रखने का मुद्दा है।

अंतरिक्ष यान जो किसी ग्रह के वायुमंडल में प्रवेश करने जा रहा है - चाहे वह मंगल जैसे किसी अन्य ग्रह पर जा रहा हो या वापस लौट रहा हो हमारे अपने ग्रह के वायुमंडल के माध्यम से पृथ्वी तक - एक मोटी गर्मी ढाल है जो अंदर के नाजुक घटकों को बहुत ऊंचाई से बचाती है तापमान.

उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह पर एक रोवर पहुंचाने में रोवर को हीट शील्ड में लपेटना और फिर पूरी चीज़ को सील करना शामिल है - रोवर और हीट शील्ड को एक साथ, थ्रस्टर्स और अन्य अंतरिक्ष यान भागों के साथ - प्रक्षेपण के लिए एक रॉकेट के नोजकोन में। एक बार अंतरिक्ष में, अंतरिक्ष यान तैनात हो जाता है और मंगल ग्रह की यात्रा करता है, फिर हीट शील्ड रोवर की रक्षा करती है क्योंकि वह वायुमंडल से होकर उतरता है।

हालाँकि, वायुमंडलीय नमूना मिशन के लिए, आपको दो बार काम करने के लिए एक हीट शील्ड की आवश्यकता होगी - दोनों शुक्र पर नमूने के दौरान, और फिर पृथ्वी पर नमूना वापस करते समय। यह स्पष्ट नहीं है कि वर्तमान हीटशील्ड तकनीक ऐसे दो एक्सपोज़र के माध्यम से अंतरिक्ष यान की सुरक्षा के कार्य में सक्षम होगी या नहीं।

एविस ने कहा, "दो बार काम करने के लिए हीट शील्ड प्राप्त करना कुछ ऐसा है जिसे हम वास्तव में नहीं जानते कि कैसे करना है।" और यदि यह संभव हो तो इसे कार्य करने के लिए वर्षों के विकास की आवश्यकता हो सकती है।

पृथ्वी पर वापस आने के बाद नमूने का क्या किया जाए

एक और चुनौती आश्चर्यजनक है. आप सोच सकते हैं कि नमूना एकत्र करना कठिन काम है, और पृथ्वी पर वापस आने के बाद इसका विश्लेषण करना आसान होगा। लेकिन यह पता चला है कि गैस के नमूनों के साथ काम करना आपकी कल्पना से कहीं अधिक कठिन है।

शुक्र का वातावरण ऐसे पदार्थों से भरा है जो आसानी से वाष्पित हो जाते हैं, जिन्हें वाष्पशील पदार्थ कहा जाता है। इनमें नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन और सल्फर सहित उत्कृष्ट गैसें और यौगिक शामिल हैं। शुक्र के वातावरण को समझने के लिए इनका अध्ययन करना महत्वपूर्ण है, लेकिन इनका परिवहन या अध्ययन करना आसान नहीं है।

एक नमूना बोतल में किसी वाष्पशील पदार्थ को ठीक से फंसाने के लिए, आपको एक बहुत अच्छे वाल्व की आवश्यकता होती है - दोनों ताकि इनमें से कोई भी न हो नमूना बच जाता है, और ताकि पृथ्वी के वायुमंडल जैसे अन्य वातावरणों से कोई भी गैस लीक न हो। यह हायाबुसा 2 मिशन के लिए एक समस्या थी जो एक क्षुद्रग्रह से एक नमूना वापस लाने में कामयाब रहा लेकिन अनुभव किया पृथ्वी के वायुमंडल में रिसाव संभवतः पृथ्वी पर वापसी के दौरान पैराशूट की तैनाती के झटके के कारण हुआ।

भले ही नमूना इसे पूरी तरह से प्राचीन बना देता है, बिना किसी रिसाव के, फिर भी आपको नमूने को इसकी बोतल से अधिक सुरक्षित कंटेनर में स्थानांतरित करने के लिए तेजी से आगे बढ़ने की आवश्यकता है। यहां तक ​​कि सबसे कड़े वाल्व भी कुछ महीनों में लीक हो जाएंगे, इसलिए आपको मल्टीपल सिस्टम की आवश्यकता है कंटेनर जो नमूने से लीक होने वाली किसी भी चीज़ को पकड़ सकते हैं और उसमें से अधिकांश को संरक्षित कर सकते हैं संभव।

शोधकर्ता विकास कर रहे हैं गैसों को निकालने और उनका विश्लेषण करने के लिए वैक्यूम सिस्टम, उनमें शामिल हैं हायाबुसा2 नमूने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन यह अभी भी प्रौद्योगिकी का एक नया क्षेत्र है जिसे वायुमंडलीय नमूना वापसी मिशन के पूरी तरह से प्रभावी होने के लिए विकसित करने की आवश्यकता है।

ग्रह विज्ञान का भविष्य: यथास्थान बनाम। नमूना वापसी

वायुमंडलीय नमूनाकरण मिशन अभी भी दृढ़ता से अवधारणा चरण में है, और समूह इसे यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी या शायद नासा के प्रस्तावों के अगले दौर में उठाए जाने की उम्मीद कर रहा है।

यह एक महत्वाकांक्षी योजना है, लेकिन यह उतनी विचित्र अवधारणा नहीं है जितनी कुछ साल पहले होती। "दशकों पहले, नमूना वापसी सिर्फ एक सपना था और वास्तव में गंभीर नहीं था," एविस ने कहा, लेकिन अब अतीत के साथ हायाबुसा2 जैसे मिशन और मार्स सैंपल रिटर्न जैसे आगामी मिशन, यह एक वास्तविक संभावना बन रहे हैं।

और यह दिखाने की क्षमता है कि नमूना रिटर्न अपेक्षाकृत जल्दी और सस्ते में किया जा सकता है, क्योंकि प्रक्षेप पथ संभव हैं पृथ्वी और शुक्र के बीच और क्योंकि एक अंतरिक्ष यान को धीमा नहीं करना पड़ेगा, सतह पर आना होगा, और लौटने से पहले कक्षा में वापस आना होगा धरती।

मिशन संभावित रूप से आगे-पीछे तेजी से आगे बढ़ सकता है, एक वर्ष के भीतर एक नमूना लौटा सकता है।

एविस ने कहा, "वास्तव में अच्छी बात यह है कि मंगल ग्रह से नमूने प्राप्त करने से पहले हमें शुक्र के वायुमंडल का नमूना मिलेगा।" "तो यह किसी अन्य ग्रह से लिया गया पहला नमूना होगा।"

संपादकों की सिफ़ारिशें

• यही कारण है कि वैज्ञानिक सोचते हैं कि 'नरक ग्रह' शुक्र पर जीवन पनपा होगा
• वेरा सी के अंदर रुबिन वेधशाला, दुनिया के सबसे बड़े डिजिटल कैमरे का घर
• रॉकेट लैब ने शुक्र ग्रह पर पहला निजी मिशन भेजने की योजना बनाई है
• एमआईटी के शोधकर्ताओं ने शुक्र पर जीवन की खोज के लिए निजी मिशनों की योजनाओं का विवरण दिया
• नासा का वीडियो आपको दिखाता है कि शुक्र के वायुमंडल में गोता लगाना कैसा होता है