रोबोट अग्रदूतों से मिलें जो हमें मंगल ग्रह पर उपनिवेश बनाने की अनुमति देंगे

नासा के आगामी से चंद्रमा से मंगल मिशन एलोन मस्क की महत्वाकांक्षी योजनाओं के लिए स्पेसएक्स स्टारशिप का उपयोग करें अंततः मंगल ग्रह पर आबाद होने के लिए, लाल ग्रह को आबाद करने की दौड़ पहले से ही जारी है। लेकिन इससे पहले कि मनुष्य मंगल ग्रह पर जाएं और वहां किसी प्रकार का दीर्घकालिक आधार स्थापित करें, हमें भूमि की स्थिति देखने और उसे मानवयुक्त मिशनों के लिए तैयार करने के लिए स्काउट्स भेजने की जरूरत है।

आने वाले वर्षों में हम जिन यांत्रिक अग्रदूतों को मंगल ग्रह पर भेजेंगे, वे खोजकर्ताओं के टायर ट्रैक में अनुसरण करेंगे क्यूरियोसिटी रोवर और यह इनसाइट लैंडर, लेकिन मार्टियन रोबोटिक्स की अगली पीढ़ी एक नई दुनिया का उपनिवेश बनाने की चुनौतियों का सामना करने के लिए परिष्कृत एआई, उपन्यास प्रणोदन विधियों और लचीली स्मॉलसैट का उपयोग करेगी।

मंगल ग्रह के पर्यावरण के लिए डिजाइनिंग

ऐसी मशीनें बनाने में विशिष्ट कठिनाइयाँ हैं जो मंगल ग्रह के वातावरण का सामना कर सकें। सबसे पहले, वहाँ ठंड है, जिसमें तापमान औसतन शून्य से 80 डिग्री फ़ारेनहाइट के आसपास रहता है और ध्रुवों पर शून्य से 190 डिग्री फ़ारेनहाइट तक नीचे चला जाता है। फिर पतला वायुमंडल है, जो पृथ्वी के वायुमंडल का केवल एक प्रतिशत घनत्व है। और फिर ग्रह की सतह पर किसी भी ऑपरेशन के दौरान परेशान करने वाली धूल उड़ती है, सूर्य की किरणों से निकलने वाले तीव्र विकिरण का तो जिक्र ही नहीं किया जाता।

ये पर्यावरणीय स्थितियाँ रोबोटिक्स के लिए समस्याएँ पैदा करती हैं, तापमान भिन्नता से लेकर तंत्र तक फैलते और सिकुड़ते हैं और समय के साथ घिस जाते हैं, जिससे धूल गियर में चली जाती है जो उजागर होने से बचाता है स्नेहन.

अंतरिक्ष के उपाध्यक्ष अल टैड्रोस ने कहा, "यह अंतरिक्ष रोबोटिक्स के लिए भी एक बहुत ही अनोखा और चरम वातावरण है।" मैक्सार टेक्नोलॉजीज में इन्फ्रास्ट्रक्चर और सिविल स्पेस, वह कंपनी है जो रोबोटिक हथियार बनाती है नासा के मंगल रोवर. मैक्सार के रोबोटिक हथियार न केवल इस कठोर वातावरण में जीवित रहने में सक्षम होने चाहिए, बल्कि खुदाई और ड्रिलिंग जैसे कार्य भी करने में सक्षम होने चाहिए जो वैज्ञानिक जांच को सक्षम बनाते हैं।

एक अन्य विचार वजन सीमा है। जब किसी हिस्से को रॉकेट के माध्यम से मंगल ग्रह पर पहुंचाया जाना होता है, तो हर एक ग्राम पर विचार करने और उसका हिसाब लगाने की आवश्यकता होती है, और इसके लिए सावधानीपूर्वक सामग्री का चयन करने की आवश्यकता होती है। टैड्रोस ने बताया, "हम जो कुछ भी करते हैं उसमें विभिन्न प्रकार के एल्युमीनियम का उपयोग होता है।" "हम टाइटेनियम का भी उपयोग करते हैं और कुछ मामलों में हम अनुप्रयोग के आधार पर कार्बन फाइबर का उपयोग करते हैं।" वजन बचाने की अन्य तरकीबों में कुछ को खोखला करना शामिल है ऐसे अनुभाग जिन्हें संरचनात्मक रूप से इतना मजबूत होने की आवश्यकता नहीं है, जैसे कि रोबोटिक भुजा की लंबाई जिसे हनीकॉम्ब मैट्रिक्स कंपोजिट से बनाया जा सकता है ट्यूब.

रोबोटों को स्वयं अन्वेषण करने देना

जब एक रोवर को मंगल की सतह पर पहुंचाया जाता है, तो वह खोज शुरू कर सकता है। हालाँकि, पृथ्वी से दूरी के कारण, इंजीनियरों के लिए रोवर्स को सीधे नियंत्रित करना संभव नहीं है। इसके बजाय, नासा द्वारा पर्यवेक्षी आदेश का प्रयोग करने के साथ, रोबोटों को अपने अन्वेषणों में कुछ हद तक स्वायत्तता प्राप्त है।

उदाहरण के तौर पर टैड्रोस कहते हैं, "वे रोवर को इस दिशा में पांच मीटर जाने के लिए कह सकते हैं।" यदि उस आदेश को निष्पादित करने में कोई समस्या है, तो रोवर रुक जाएगा और अधिक निर्देशों की प्रतीक्षा करेगा। "यह उस अर्थ में अल्पविकसित है। लेकिन भविष्य में, इच्छा बोर्ड पर स्वायत्तता की है ताकि रोवर पहचान सके 'ओह, मुझे पाँच मीटर जाने के लिए कहा गया था, लेकिन यहाँ एक चट्टान है। मैं इस दिशा में घूमूंगा क्योंकि मुझे पता है कि इलाका खुला है।''

मानचित्र और स्थानीय ज्ञान के साथ, रोवर्स स्व-नेविगेशन करने में सक्षम होंगे। वे अंततः विज्ञान को स्वायत्त रूप से निष्पादित करने में भी सक्षम होंगे, इसलिए वैज्ञानिकों को केवल 'इस प्रकार की चट्टान ढूंढें' जैसे कमांड को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होगी और रोवर एक नमूने का पता लगा सकता है और उसका विश्लेषण कर सकता है। नासा के आगामी चंद्र मिशन के हिस्से के रूप में इस प्रकार की स्वायत्तता की योजना पहले से ही बनाई जा रही है वाइपर रोवर, टैड्रोस ने कहा। "यह तेजी से पूर्वेक्षण करेगा, बर्फ और अन्य सामग्रियों की तलाश के लिए रेजोलिथ और चट्टानों को देखेगा और उनका वर्णन करेगा।"

VIPER और जैसे रोबोटिक्स के साथ मंगलदर्शी मंगल 2020 परियोजना के हिस्से के रूप में लॉन्च होने पर, हम मशीनों से मंगल ग्रह का अन्वेषण करने की उम्मीद कर सकते हैं, स्थानीय संसाधनों और खतरों के बारे में पता लगाना जो मनुष्यों के अस्तित्व में मदद या बाधा डालेंगे ग्रह.

मंगल स्थिति निर्धारण प्रणाली का निर्माण

यह जानना कि मनुष्य मंगल ग्रह पर सुरक्षित रूप से कहाँ उतर सकते हैं और वे अपनी ज़रूरत के संसाधन कहाँ पा सकते हैं, उपनिवेशीकरण की दिशा में पहला कदम है। लेकिन किसी यात्रा और किसी दूसरे ग्रह पर लंबे समय तक रहने के बीच वास्तविक अंतर बुनियादी ढांचे का मामला है। पानी से लेकर संचार से लेकर आवास निर्माण तक, हमें जीवन की बुनियादी ज़रूरतों को टिकाऊ तरीके से प्रदान करने का एक तरीका खोजना होगा।

प्रारंभिक बुनियादी ढाँचा स्थापित करने का एक तरीका छोटे उपग्रहों या स्मॉलसैट का उपयोग है। “यदि आप मंगल ग्रह पर उपनिवेश स्थापित करने के बारे में सोच रहे हैं, तो छोटे उपग्रह कहाँ आते हैं, इसके लिए बुनियादी ढाँचा तैयार किया जा रहा है कॉलोनी, “ऑर्बियन के सीईओ ब्रैड किंग ने कहा, एक कंपनी जो अधिक कुशल प्रणोदन प्रणाली बना रही है छोटे-छोटे “हमें मंगल ग्रह पर संचार नेटवर्क की आवश्यकता है, मंगल पर दो बिंदुओं के बीच और मंगल से पृथ्वी तक। पृथ्वी पर, हमने अपने ग्रह के चारों ओर परिक्रमा करने वाले उपग्रहों के साथ इनमें से कई समस्याओं का समाधान किया है।"

जीपीएस के समतुल्य मार्टियन स्थापित करके स्मॉलसैट मंगल ग्रह पर समान कार्य पूरा कर सकते हैं - हम इसे मार्स पोजिशनिंग सिस्टम कह सकते हैं। वे ग्रह की सतह का भी पता लगा सकते हैं और मनुष्यों के आने के लिए क्षेत्र तैयार कर सकते हैं।

ए से बी तक पहुंचना

मुद्दा किफायती तरीके से पृथ्वी से मंगल ग्रह तक उपग्रह पहुंचाने का है। परंपरागत रूप से, यान को रासायनिक प्रणोदन के माध्यम से अंतरिक्ष में ले जाया जाता है - यानी, जोर पैदा करने के लिए ईंधन जलाना। यह बड़ी मात्रा में जोर पैदा करने का एक शानदार तरीका है, जैसे कि रॉकेट को पृथ्वी के वायुमंडल को छोड़ने और अंतरिक्ष में ले जाने के लिए आवश्यक जोर। लेकिन इसमें भारी मात्रा में ईंधन लगता है, इस हद तक कि आधुनिक रॉकेटों का सबसे बड़ा हिस्सा केवल ईंधन टैंक है।

अंतरिक्ष में घूमने के लिए एक सस्ता विकल्प विद्युत प्रणोदन है, जो यान के पीछे से क्सीनन जैसे अक्रिय पदार्थ को बाहर निकालने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करता है। यह विधि अत्यधिक ईंधन-कुशल है, जिससे बहुत कम ईंधन के साथ लंबी दूरी की यात्रा की जा सकती है। नकारात्मक पक्ष यह है कि इस प्रणोदन विधि में कम जोर होता है, इसलिए किसी गंतव्य पर पहुंचने में अधिक समय लगता है। विद्युत प्रणोदन का उपयोग करके पृथ्वी से मंगल ग्रह पर एक यान भेजने में कुछ साल लग सकते हैं, जबकि रासायनिक प्रणोदन के साथ यात्रा में छह से नौ महीने लगेंगे।

हालाँकि, यह सिद्धांत केवल छोटे मानवरहित विमानों पर लागू नहीं होता है। विद्युत प्रणोदन का एक विशिष्ट लाभ यह है कि यह बहुत कुशलता से बढ़ता है: "विद्युत प्रणोदन तकनीक जितनी बड़ी होती जाती है, उतना बेहतर काम करती है," किंग ने कहा। “सिद्धांत रूप में, बहुत बड़े, चालक दल वाले मिशनों तक विद्युत प्रणोदन के विस्तार को सीमित करने वाली कोई बात नहीं है। आप बस आर्थिक बाधाओं में भागना शुरू कर देते हैं क्योंकि आप वहां पहुंचने के लिए बैटलस्टार गैलेक्टिका आकार के शिल्प का निर्माण कर रहे हैं।

जापानी अंतरिक्ष एजेंसी के हायाबुसा शिल्प जैसी परियोजनाओं में विद्युत प्रणोदन का उपयोग किया गया है, जिसने हाल ही में दूर के क्षुद्रग्रह का दौरा किया था रयुगु. और भविष्य की परियोजनाओं में बिजली चालित शिल्प की और भी योजनाएँ हैं, जैसे कि शक्ति और प्रणोदन तत्व नासा के लूनर गेटवे स्टेशन का (पीपीई) मॉड्यूल जो सौर विद्युत प्रणोदन का उपयोग करता है और वर्तमान क्षमताओं से तीन गुना अधिक शक्तिशाली होगा।

बस की सवारी

ग्रहों पर प्रक्षेपण और लैंडिंग के लिए अभी भी रासायनिक प्रणोदन की आवश्यकता होगी, लेकिन बीच की यात्रा को और अधिक कुशल बनाया जा सकता है। किंग का सुझाव है कि एक गैर-प्रणोदक चालक दल वाहन या मालवाहक वाहन को एक साइकिल कक्षा में रखा जा सकता है जो पृथ्वी और मंगल ग्रह से होकर गुजरती है। "फिर आप अनिवार्य रूप से चीजें भेज सकते हैं और मंगल ग्रह पर 'बस की सवारी' कर सकते हैं, बिना किसी प्रणोदन की आवश्यकता के," उन्होंने समझाया। इसी तरह की प्रणाली का उपयोग पहले ही किया जा चुका है केप्लर स्पेस टेलीस्कोप, जिसने पृथ्वी-अनुगामी हेलियोसेंट्रिक कक्षा में लॉन्च होने के बाद बहुत कम ईंधन का उपयोग किया।

बेशक, पृथ्वी से मंगल तक पहुंचना यात्रा का केवल एक हिस्सा है। एक बार जब कोई यान मंगल ग्रह पर पहुंचता है, तो उसे धीमा करके कक्षा में प्रवेश करने की आवश्यकता होती है। किसी जहाज को धीमा करने के लिए, आम तौर पर दो तरीके होते हैं: रिवर्स थ्रस्टर्स का उपयोग करना जिसके लिए ईंधन की आवश्यकता होती है, और एयरोब्रेकिंग। उत्तरार्द्ध वह जगह है जहां एक यान मंगल के बाहरी वातावरण में उतरता है, वायुगतिकीय ड्रैग का उपयोग करके वाहन की ऊर्जा को इतना कम कर देता है कि जब वह वायुमंडल से बाहर आता है, तो कक्षा में प्रवेश कर सकता है।

विद्युत प्रणोदन की अवधारणा पिछले कई दशकों से कुछ हद तक कमजोर रही है, लेकिन इन नई परियोजनाओं के साथ यह मुख्यधारा में आ गई है। किंग ने कहा, "अब इसे बड़े पैमाने पर लागू किया जा रहा है - यह हवाई यात्रा को प्रोपेलर चालित विमान से जेट विमान में बदलने जैसा है।"

सेंसर और एआई

इसलिए हम सतह का पता लगाने के लिए रोबोट भेज सकते हैं और बुनियादी ढांचा स्थापित करने के लिए उपग्रह भेज सकते हैं। हम विद्युत प्रणोदन के माध्यम से न्यूनतम ईंधन का उपयोग करके अंतरिक्ष में आवास जैसे विशाल निर्माणों को भी स्थानांतरित कर सकते हैं। लेकिन मंगल ग्रह पर उपनिवेशीकरण की चुनौतियाँ केवल तब उत्पन्न नहीं होती हैं जब मनुष्य वास्तव में ग्रह पर निवास स्थान पर कब्जा कर रहे हों। एक प्रमुख मुद्दा यह है कि आवासों और संरचनाओं को लंबे समय तक कैसे बनाए रखा जा सकता है, जिसके दौरान वे खाली रहेंगे। उदाहरण के लिए, नासा के लूनर गेटवे स्टेशन जैसी नियोजित परियोजनाओं पर केवल 20 से 30 तक ही कब्जा होने की संभावना है समय का प्रतिशत, और हम संभावित मंगल ग्रह के लिए अधिभोग की समान या उससे भी कम दर की उम्मीद कर सकते हैं निवास स्थान

ग्रह से बाहर के आवासों को खुद की निगरानी करने और खुद को ठीक करने में सक्षम होने की आवश्यकता है, खासकर जब निकटतम मानव लाखों मील दूर हो। और उसके लिए AI की आवश्यकता है।

हाल ही में अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर लॉन्च की गई एक प्रणाली एआई आवास निगरानी के लिए आधार प्रदान कर सकती है। बॉश का साउंडसी प्रणाली इसमें एक पेलोड होता है जिसमें 20 माइक्रोफोन, एक कैमरा और तापमान, आर्द्रता और दबाव रिकॉर्ड करने के लिए एक पर्यावरण सेंसर होता है। ये सेंसर पर्यावरण के बारे में डेटा एकत्र करते हैं, विशेष रूप से ध्वनिक जानकारी, जिसका उपयोग समस्याओं को चिह्नित करने के लिए किया जा सकता है।

बॉश के शोध वैज्ञानिक जोनाथन मैकोस्की ने बताया, "अगर आप कल्पना करें कि स्टेशन में रिसाव हो रहा है, तो न केवल अल्ट्रासोनिक टोन होंगे, बल्कि दबाव भी कम होगा।" "अगर हम दबाव में कमी और अल्ट्रासोनिक टोन और अन्य कारकों को देखते हैं, तो यह किसी समस्या की पहचान करने का एक ठोस तरीका है।"

बेशक, आईएसएस में रिसाव ज़ोरदार, स्पष्ट और नाटकीय होगा। लेकिन कई मशीन विफलताएं, विशेष रूप से मानव रहित वातावरण में, समय के साथ क्रमिक गिरावट के कारण होती हैं। साउंडसी के प्रमुख शोधकर्ता समरजीत दास ने कहा, एआई का इस्तेमाल इन चीजों को समझने के लिए किया जा सकता है, जोड़कर नहीं अधिक या बेहतर सेंसर, बल्कि सूक्ष्म की खोज के लिए सेंसर डेटा का अधिक कुशलता से उपयोग करना पैटर्न.

दास ने कहा, "मशीनें अच्छी से खराब होने पर तुरंत खराब नहीं होती हैं।" “समय के साथ धीरे-धीरे गिरावट आ रही है। एक ऐसी प्रणाली के बारे में सोचें जिसे आप आईएसएस में ट्रेडमिल की तरह मॉनिटर करना चाहेंगे। जैसे-जैसे इसका उपयोग किया जाता है, इसके अंदर के गियर समय के साथ धीरे-धीरे ख़राब होने लगते हैं। हम इंसान होने के नाते यह नहीं सुन सकते कि वहां कुछ गलत हो रहा है, लेकिन जब आप उसे समय के साथ डेटा में अनुवादित करते हैं, तो एआई मानक से विचलन में उन सूक्ष्म परिवर्तनों को देख सकता है।

हालाँकि, भविष्य के जहाजों और आवासों को पूरी तरह से एआई द्वारा नियंत्रित करने या 2001 के एचएएल जैसे खराब एआई द्वारा नियंत्रित होने की कल्पना न करें। दास ने कहा, "सेंसर और एआई पूरी तरह से इंसानों की जगह नहीं लेंगे और हर चीज को स्वचालित नहीं करेंगे।" "एआई रक्षा की एक पंक्ति है।" मैकोस्की सहमत हुए: "हम एआई को एक उपकरण के रूप में देखते हैं जो नई चीजों को उसी तरह सक्षम बनाता है जैसे माइक्रोस्कोप ने मनुष्यों को सूक्ष्म जीवों को देखने में सक्षम बनाया है।"

मंगल ग्रह पर उपनिवेश बनाना संभव है

इन सभी पर्यावरण और तार्किक कठिनाइयों के साथ, ऐसा लग सकता है कि मंगल ग्रह पर मनुष्यों को भेजना बहुत दूर की कौड़ी है, वहां किसी भी प्रकार का स्थायी या अर्ध-स्थायी आधार स्थापित करना तो दूर की बात है। हालाँकि ये गंभीर चुनौतियाँ हैं, लेकिन एआई, रोबोटिक्स और प्रणोदन विधियों के रूप में समाधान मौजूद हैं जिनका अब भविष्य की अंतरिक्ष परियोजनाओं में उपयोग के लिए परीक्षण किया जा रहा है।

किंग ने कहा, "मेरा मानना ​​है कि मंगल ग्रह पर उपनिवेश बनाना कोई तकनीकी मुद्दा नहीं है, यह एक आर्थिक मुद्दा है।" “अगर हमारे पास खर्च करने के लिए संसाधन हैं, तो हम जानते हैं कि क्या बनाने की जरूरत है और हम जानते हैं कि इसे कैसे बनाया जाए। लेकिन ऐसा करने में लगने वाले डॉलर या यूरो की संख्या चुनौतीपूर्ण है।"

पर्याप्त धन के साथ, हमारे पास संचार प्रणाली स्थापित करने, परिवहन को सक्षम करने और मंगल ग्रह पर आवास का निर्माण शुरू करने का ज्ञान है। किंग को विश्वास है कि यह हमारे जीवनकाल में भी हो सकता है: "असीमित संसाधनों को देखते हुए, हम इस बुनियादी ढांचे को एक दशक में स्थापित कर सकते हैं।"

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