अंतरिक्ष में शक्तिशाली लेज़रों के बहुत सारे उपयोग हैं। लेकिन हमें उन्हें कहाँ रखना चाहिए?

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क्या अभी तक अंतरिक्ष लेजर का समय आ गया है? लगभग।

जैसे-जैसे समय बीतता है, वे विचार जो कभी विज्ञान कथा के दायरे तक ही सीमित थे, अधिक यथार्थवादी हो गए हैं। यह अन्य दुनिया का पता लगाने के लिए रोबोट का उपयोग करने जैसी चीजों के बारे में सच है। अंतरिक्ष लेजर विज्ञान कथाओं में एक अच्छी तरह से उपयोग किया जाने वाला तत्व है, और हम उस समय के करीब पहुंच रहे हैं जब वे वास्तविकता बन सकते हैं।

हम उन्हें कहाँ रखेंगे, और हम उनका उपयोग किस लिए कर सकते हैं?

विज्ञान कथाओं में, लेजर का उपयोग मुख्य रूप से शक्तिशाली हथियार के रूप में किया जाता है। जबकि कुछ देशों ने लेजर को अंतरिक्ष हथियार के रूप में उपयोग करने के विचार की जांच की है अंतरराष्ट्रीय संधि उनके उपयोग को सीमित करता है।

लेज़रों का अधिक यथार्थवादी उपयोग आने वाले क्षुद्रग्रहों को विक्षेपित करने के लिए है प्रणोदन प्रणाली अंतरिक्ष यान के लिए. एक नए पेपर में, एक शोधकर्ता इस बात की जांच करता है कि मानवता के लिए सबसे अधिक उपयोगी होने के साथ-साथ जोखिम को कम करने के लिए एक विशाल लेजर सरणी को अंतरिक्ष में कहां रखा जा सकता है।

शोध है “डी-स्टार स्पेस लेजर के लिए न्यूनतम सुरक्षित दूरी।” पेपर प्री-प्रिंट में है, और लंदन, यूके में इनिशिएटिव फॉर इंटरस्टेलर स्टडीज के एडम हिबर्ड एकमात्र लेखक हैं।

जबकि अंतरिक्ष लेजर का उपयोग संसाधनों का उपयोग करने के लिए या उपग्रह लेजर रेंजिंग सिस्टम में अंतरिक्ष यातायात को नियंत्रित करने के लिए भी किया जा सकता है, हिबर्ड का ध्यान पृथ्वी को प्रभावों से बचाने के लिए उनका उपयोग करने पर है।

DE-STAR का मतलब है क्षुद्रग्रहों के लक्ष्यीकरण और अन्वेषण के लिए निर्देशित ऊर्जा प्रणालियाँ. जिन सभी अंतरिक्ष लेजर विचारों पर चर्चा की गई है, उनमें से DE-STAR संभवतः सबसे अच्छी तरह से अध्ययन और विकसित किया गया है। इसमें सौर कोशिकाओं द्वारा संचालित लेजर की एक मॉड्यूलर चरणबद्ध सरणी शामिल होगी। यह संभावित खतरनाक वस्तुओं (पीएचओ) की सतह को लगभग 3,000 केल्विन तक गर्म कर सकता है। यह पीएचओ के सभी ज्ञात घटकों को पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्म है। DE-STAR का उपयोग अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ाने के लिए भी किया जा सकता है।

यह विचार उत्पन्न हुआ In 2013 कब शोधकर्ताओं का एक समूह शीर्षक से एक पेपर प्रकाशित कियाडी-स्टार: ग्रहों की रक्षा और अन्य वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए चरणबद्ध-सरणी लेजर प्रौद्योगिकी.अपने पेपर में, उन्होंने DE-STAR, एक स्टैंड-ऑफ लेजर सरणी के विचार को रेखांकित किया। 2016 में, उन्हीं लेखकों में से कुछ ने “ग्रहों की रक्षा के लिए निर्देशित ऊर्जा मिशन” शीर्षक से एक और पेपर प्रकाशित किया।” इसने DE-STAR पर विस्तार किया और एक स्टैंड-ऑन सिस्टम DE-STARLITE को जोड़ा इसे लेज़रों से दूर करने के लिए किसी निकट आने वाली वस्तु के आसपास भेजा जाएगा।

इस कलाकार का चित्रण DE-STARLITE को एक खतरनाक वस्तु पर अपने लेज़रों को फायर करते हुए दिखाता है। छवि क्रेडिट: लुबिन एट अल। 2016.

किसी भी स्थिति में, प्रणाली सूर्य की ऊर्जा पर आधारित होगी। हिबर्ड ने अपने नए पेपर में बताया, “डीई-स्टार एक वर्गाकार मॉड्यूलर डिज़ाइन है जो लेजर बीम की शक्ति उत्पन्न करने और बढ़ाने के लिए अंतरिक्ष में सौर कोशिकाओं के बैंकों द्वारा बनाई गई ऊर्जा का उपयोग करता है।” साहित्य में, DE-STAR को आमतौर पर DE-STAR n कहा जाता है, जहां n आमतौर पर 0 और 4 के बीच होता है और लेज़रों के बैंक के आकार को दर्शाता है। सरणी जितनी बड़ी होगी, वह उतनी ही अधिक शक्तिशाली होगी। DE-STAR जितना अधिक शक्तिशाली होगा, यह अधिक दूरी से क्षुद्रग्रहों को विक्षेपित करने में उतना ही अधिक प्रभावी होगा।

हालाँकि इस विचार की योग्यता तुरंत स्पष्ट हो जाती है, समस्याएँ इसके तुरंत बाद आती हैं। शक्तिशाली अंतरिक्ष लेजर का एक बैंक हर पर्यवेक्षक का सपना होता है। इसकी विनाशकारी शक्ति अपार हो सकती है। “डी-स्टार 4 के साथ
संरचना (10 किमी × 10 किमी वर्ग) दसियों गीगावाट के क्रम पर लेजर बीम उत्पन्न करने में सक्षम,
स्पष्ट रूप से, ऐसी संपत्ति को पृथ्वी पर स्थानों को लक्षित करके हथियार के रूप में तैनात किए जाने की संभावना है,” हिबर्ड लिखते हैं।

इस जोखिम को कैसे कम किया जा सकता है ताकि इस प्रणाली का उपयोग हथियार के बजाय पृथ्वी की रक्षा के लिए किया जा सके?

इसका सरल उपाय यह है कि इन्हें पृथ्वी की कक्षा में तैनात न किया जाए। लेज़र रेंज के साथ ऊर्जा खो देते हैं, इसलिए उन्हें ऐसी दूरी पर तैनात किया जा सकता है जहां उनसे कोई खतरा नहीं होता है। “परिणाम दर्शाते हैं कि उन्हें 1 एयू से झूठ बोलना चाहिए
सूर्य, DE-STAR 0-2 सरणियों के लिए संभावित स्थान हैं जहां पृथ्वी के लिए कोई खतरा नहीं है,” हिबर्ड लिखते हैं।

पेपर की यह तालिका विभिन्न आकार के DE-STAR सरणियों की विशिष्टताओं को दर्शाती है। क्लिप अनुपात बीम की गुणवत्ता, ऊर्जा दक्षता, यह अंतरिक्ष के माध्यम से कितनी अच्छी तरह फैलता है, और यह गर्मी उत्पादन को कितनी अच्छी तरह से संभालता है, को प्रभावित करता है। छोटा आमतौर पर बेहतर होता है, और 0.9 अन्य शोधकर्ताओं द्वारा अपनाया गया अनुपात है। क्लिप अनुपात को अनुकूलित करना एक प्रभावी सरणी को डिजाइन करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।
पेपर की यह तालिका विभिन्न आकार के DE-STAR सरणियों के लिए इस पेपर में अपनाई गई विशिष्टताओं को दर्शाती है। क्लिप अनुपात बीम की गुणवत्ता, ऊर्जा दक्षता, यह अंतरिक्ष के माध्यम से कितनी अच्छी तरह फैलता है, और यह गर्मी उत्पादन को कितनी अच्छी तरह से संभालता है, को प्रभावित करता है। छोटा आमतौर पर बेहतर होता है, और 0.9 अन्य शोधकर्ताओं द्वारा अपनाया गया अनुपात है। क्लिप अनुपात को अनुकूलित करना एक प्रभावी सरणी को डिजाइन करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।

बेशक, सरणी में जितने अधिक लेज़र होंगे, सुरक्षित न्यूनतम दूरी उतनी ही अधिक होगी।

DE-STAR 4 या 5 के लिए, वह दूरी पर्याप्त नहीं होगी। इसके बजाय, इन लेज़रों को सौर मंडल में बहुत दूर या ऐसे स्थान पर रखना होगा जहां पृथ्वी पर कोई सीधी दृष्टि न हो। हिबर्ड बताते हैं कि इन प्रणालियों को ऑन-बोर्ड प्रणोदन प्रणाली के साथ नियमित रूप से अपनी स्थिति को सही करने की आवश्यकता होगी “या अधिमानतः लेजर से पुश-बैक का उपयोग करना होगा।”

DE-STAR प्रणाली की तरंग दैर्ध्य के आधार पर न्यूनतम सुरक्षित दूरी भी बदलती है। हिबर्ड न्यूनतम सुरक्षित दूरी को एकल लेजर के रूप में परिभाषित करता है जिसकी पृथ्वी की सतह पर अधिकतम तीव्रता 100 Wm है-2. हिबर्ड लिखते हैं, “या पृथ्वी पर सौर स्थिरांक के 10% (सूर्य से 1 एयू) के क्रम पर।” एक इन्फ्रारेड प्रणाली के लिए, न्यूनतम सुरक्षित दूरी जियोसिंक्रोनस अर्थ ऑर्बिट (GEO) से ठीक परे है। पैमाने के अधिक शक्तिशाली अंत में, एक यूवी लेजर को सीआईएस-चंद्र स्थान से परे होने की आवश्यकता होगी।

शोध का यह आंकड़ा लेजर की तरंग दैर्ध्य के साथ किसी भी अनफेज्ड डी-स्टार ऐरे की न्यूनतम सुरक्षित दूरी की निर्भरता को दर्शाता है। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।
शोध का यह आंकड़ा लेजर की तरंग दैर्ध्य के साथ किसी भी अनफेज्ड डी-स्टार ऐरे की न्यूनतम सुरक्षित दूरी की निर्भरता को दर्शाता है। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।

विचार करने के लिए एक और कारक है। चूँकि DE-STAR को अपनी ऊर्जा सूर्य से मिलती है, यह जितना सूर्य से दूर होता जाता है इसकी शक्ति उतनी ही कम होती जाती है। “यह कमी फोटोवोल्टिक कोशिकाओं पर सौर प्रवाह की तीव्रता में कमी का परिणाम है, जहां उलटा वर्ग कानून का अनुसरण किया जाता है,” हिबर्ड बताते हैं।

यह आंकड़ा दिखाता है कि चार अलग-अलग सरणी आकारों के लिए सूर्य से दूरी के साथ लेजर की शक्ति कैसे कम हो जाती है। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।
यह आंकड़ा दिखाता है कि चार अलग-अलग सरणी आकारों के लिए सूर्य से दूरी के साथ लेजर की शक्ति कैसे कम हो जाती है। हिबर्ड लिखते हैं, “हमने पाया है कि सूर्य से 90 एयू पर एक डी-स्टार एन, 10 एयू पर एक डी-स्टार एन-1 और 1 एयू पर एक डी-स्टार एन-2 के बराबर है।” छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।

डी-स्टार 1 और 2 ऐरे के लिए, न्यूनतम सुरक्षित दूरी उतनी अच्छी नहीं है। हिबर्ड बताते हैं कि डीई-स्टार 2 ऐरे के लिए, सन/अर्थ लैग्रेंज 4 और 5 अंक उपयुक्त होंगे और किसी प्रणोदन की आवश्यकता नहीं होगी। L4 और L5 पृथ्वी से लगभग 400,000 किमी दूर हैं।

ये आंकड़े तरंग दैर्ध्य द्वारा DE-STAR 1 और 2 Arrays के लिए न्यूनतम सुरक्षित दूरी दर्शाते हैं। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।
ये आंकड़े तरंग दैर्ध्य द्वारा DE-STAR 1 और 2 Arrays के लिए न्यूनतम सुरक्षित दूरी दर्शाते हैं। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।

हालाँकि, जैसे-जैसे सरणियाँ बड़ी होती जाती हैं, न्यूनतम सुरक्षित दूरी तेज़ी से बढ़ती जाती है। इसके विपरीत, उपलब्ध सौर ऊर्जा कम हो जाती है।

एक DE-STAR 3 को क्षुद्रग्रह बेल्ट से परे कहीं स्थापित करना होगा। यदि यह पराबैंगनी होता, तो इसे बृहस्पति से परे होना पड़ता।

एक DE-STAR 4 चरणबद्ध सरणी को बहुत अधिक दूर होना होगा। यह लगभग 30 होगा? 40 एयू दूर, और पराबैंगनी प्रणाली के लिए इससे भी आगे, सूर्य से लगभग 70 एयू दूर।

ये आंकड़े तरंग दैर्ध्य द्वारा DE-STAR 3 और 4 सरणियों के लिए न्यूनतम सुरक्षित दूरी दर्शाते हैं। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।
ये आंकड़े तरंग दैर्ध्य द्वारा DE-STAR 3 और 4 सरणियों के लिए न्यूनतम सुरक्षित दूरी दर्शाते हैं। छवि क्रेडिट: हिबर्ड 2024।

उपरोक्त तालिकाएँ पृथ्वी पर दृष्टि की सीधी रेखा मानती हैं। लेकिन ऐसे स्थान भी हैं जहां कोई सीधी रेखा नहीं है, और उन्हें शक्तिशाली सरणी के लिए स्थान के रूप में उपयोग किया जा सकता है। हिबर्ड बताते हैं कि पृथ्वी/चंद्रमा लैग्रेंज 2 बिंदु और सूर्य/पृथ्वी लैग्रेंज 3 बिंदु दोनों में दृष्टि की सीधी रेखाओं का अभाव है, लेकिन दुर्भाग्य से, अस्थिर हैं। हिबर्ड लिखते हैं, “दोनों ही मामलों में, इन बिंदुओं की अस्थिरता के परिणामस्वरूप डीई-स्टार भटक जाएगा और संभावित रूप से पृथ्वी से दिखाई देने लगेगा, इसलिए इसे रोकने के लिए ऑन-बोर्ड प्रणोदन की आवश्यकता होगी।” यह संभव है कि एक ऐसी सरणी बनाई जा सकती है जिसे भौतिक रूप से पृथ्वी की ओर इंगित करने से रोका जाए, लेकिन लेखक समस्या के उस पहलू से नहीं निपटता है।

सूर्य-पृथ्वी लैग्रेंज बिंदु। श्रेय: ज़ेंडर89/विकिमीडिया कॉमन्स

कोई भी DE-STAR चरणबद्ध सरणी नहीं बना रहा है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि इसके बारे में सोचना जल्दबाजी होगी। इस प्रकार की तकनीक क्षितिज पर है, और यह अनुमान लगाना कठिन है कि कौन सा राष्ट्र या राष्ट्र इसका निर्माण करने वाला पहला व्यक्ति हो सकता है। अंतरिक्ष के हथियारीकरण को रोकने के लिए संधियाँ मौजूद हैं, लेकिन सभी ने उन पर हस्ताक्षर नहीं किए हैं। कुछ राष्ट्र किसी भी स्थिति में संधियों पर हस्ताक्षर करने और फिर उन्हें तोड़ने के लिए जाने जाते हैं। साथ ही, यह तर्क भी दिया जा सकता है कि यह कोई हथियार नहीं है.

व्यापक सार्वजनिक चर्चाओं में ऐसी प्रणाली के बारे में गंभीर चर्चा शुरू होने में ज्यादा समय नहीं लगेगा। यह निश्चित रूप से बहुत सारी राजनीतिक कठिनाई और तकरार पैदा करेगा क्योंकि राष्ट्र इस बात पर बहस करेंगे कि क्या हथियार है और क्या नहीं।

यदि सभ्यता को जीवित रहना है, तो हमें अंततः पूरे विश्व को क्षुद्रग्रह हमलों से बचाने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होगी, चाहे वह चरणबद्ध लेजर सरणी हो या कोई अन्य प्रणाली।

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