अंतरिक्ष लिफ्ट

एक अंतरिक्ष लिफ्ट क्या है?

एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक भौतिक संरचना है जो जमीन को कक्षा से जोड़ती है और जिस पर इसे स्थानांतरित करना संभव होगा। शोधकर्ताओं और विज्ञान कथा लेखकों द्वारा इस अवधारणा के कई संस्करणों की कल्पना की गई है, जैसे कि आर्थर सी। क्लार्क के उपन्यास “द फव्वारेन्स ऑफ पैराडाइज”, जो आम जनता के लिए अंतरिक्ष लिफ्ट को लोकप्रिय बनाते थे। अंतरिक्ष लिफ्ट पर एक नासा शोध रिपोर्ट 1 999 में प्रकाशित हुई थी।

यह समझने के लिए कि अंतरिक्ष लिफ्ट क्या है, भूमध्य रेखा और भूगर्भीय कक्षा के बीच लंबवत रस्सी की कल्पना करें। इस कक्षा से थोड़ा आगे, रस्सी एक बड़े द्रव्यमान से जुड़ी होगी, उदाहरण के लिए एक क्षुद्रग्रह, ताकि पूर्ण संरचना का समतोल बिंदु भूगर्भीय कक्षा में ठीक हो। प्रणाली सैद्धांतिक रूप से स्थिर है और खुद को बनाए रखने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है। वीडियो चित्रण:

एक अंतरिक्ष लिफ्ट, इसके लिए क्या है और किसके लिए?

यदि हम जमीन और भूगर्भीय कक्षा के बीच ऐसी संरचना बना सकते हैं, तो हम वहां कुछ लिफ्टों को स्थानांतरित कर सकते हैं जो जमीन और कक्षा के बीच लोगों, उपकरणों या ऊर्जा को ले जा सकते हैं। इस प्रकार की संरचना को बहुत आकर्षक बनाता है कि रॉकेट के उपयोग की तुलना में यात्रा में बहुत कम ऊर्जा लागत होगी। यह ऐसी तकनीक है जो अंतरिक्ष तक पहुंच की लागत को लगभग 10 डॉलर प्रति किलोग्राम तक कम कर सकती है।

जमीन और भूगर्भीय कक्षा के बीच स्थानांतरण के अपने कार्य के अलावा, कोई भी अंतरिक्ष लिफ्ट से संबंधित कई कार्यों को पा सकता है। यह उदाहरण के लिए कम कक्षा में बंद हो सकता है। हालांकि, इस ऊंचाई पर छोड़े गए पेलोड को अभी भी कक्षा के लिए अपने स्वयं के माध्यम से प्रति सेकंड कुछ किलोमीटर का त्वरण प्रदान करना चाहिए। इसी तरह, भूगर्भीय कक्षा से आगे अंतरिक्ष लिफ्ट को विस्तारित करके, पृथ्वी की कक्षा की रिहाई की गति तक पहुंचना संभव है और इस प्रकार एक इंटरप्लानेटरी प्रक्षेपवक्र पर पेलोड डालना संभव है। संयोग से, अंतरिक्ष लिफ्ट एक विशाल गोलार्ध की जरूरतों को पूरा करने में सक्षम एक विशाल संचार रिले के रूप में काम कर सकता है।

यदि हम इसे एक दिन बना सकते हैं तो अंतरिक्ष लिफ्ट की संभावना बहुत बड़ी है। सबसे ऊंची कृत्रिम संरचना वर्तमान में दुबई में बुर्ज खलीफा टॉवर है, जो 830 मीटर तक बढ़ जाती है। सिद्धांत रूप में, वर्तमान सामग्रियों और निर्माण तकनीकों के साथ कई किलोमीटर ऊंचे कामों का एहसास करना संभव होगा। लेकिन भूगर्भीय कक्षा समुद्र तल से लगभग 36,000 किलोमीटर दूर है। अंतरिक्ष लिफ्ट इसलिए एक प्रमुख इंजीनियरिंग चुनौती है।

एक अंतरिक्ष लिफ्ट कैसे बनाया जाए?

वहां पहुंचने के लिए, दो संभावनाएं हैं। कोई भी एक संपीड़न संरचना पर भरोसा कर सकता है, यानी अपने वजन से बनाए रखा एक टावर। यह दृष्टिकोण है कि कॉन्स्टेंटिन Tsiolkovsky कल्पना की जब वह अंतरिक्ष लिफ्ट कल्पना की। यह एफिल टॉवर भी था जिसने उसे प्रेरित किया था। या कोई ऐसी संरचना की कल्पना कर सकता है जो जमीन के बीच तनाव की ताकत और भूगर्भीय कक्षा से परे एक काउंटरवेट पर निर्भर करता है, जैसे कि रस्सी जो केन्द्रापसारक प्रभाव के कारण तनावपूर्ण रहेगी। हाल के डिज़ाइनों में, यह दूसरा समाधान है जिसे प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि केवल सबसे प्रतिरोधी सामग्री को संपीड़न बलों की तुलना में तन्य शक्तियों के लिए बेहतर प्रतिरोध होता है।

उदाहरण के लिए आज दो सबसे प्रतिरोधी सामग्री लें: यदि आप एक इकोक्सी टावर बनाना चाहते हैं, तो यह 122 किलोमीटर की ऊंचाई तक संपीड़न में अपने वजन का समर्थन करने में सक्षम होगा। इसके विपरीत, यदि आप कार्बन फाइबर सुदृढीकरण के साथ एक प्लास्टिक संरचना को निलंबित करते हैं, तो यह 373 किमी की लंबाई तक तनाव में अपने वजन का समर्थन कर सकता है। दोनों मामलों में, हम हमेशा आवश्यक ऊंचाई से दूर रहते हैं। संपीड़न बलों के आधार पर एक 3000 किमी टावर लिफ्ट के आधार पर इमारत करके दो दृष्टिकोणों को जोड़ना दिलचस्प हो सकता है। तब 150 के कारक द्वारा तनाव में संरचना के द्रव्यमान को कम करना संभव होगा। लेकिन सामग्री पर अभी भी महत्वपूर्ण प्रगति होनी चाहिए।

आदर्श रूप से, अंतरिक्ष लिफ्ट की केंद्रीय संरचना अपने वजन के कारण तनाव को सीमित करने के लिए जितनी संभव हो उतनी हल्की होनी चाहिए, और यहां तक ​​कि यहां तक ​​कि अविश्वसनीय ताकतों के नीचे तोड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं होना चाहिए: उदाहरण के लिए, एक अंतरिक्ष लिफ्ट में जिसका ढांचा तनाव में है एक तरफ गुरुत्वाकर्षण खींचने और अन्य प्रतिद्वंद्वी से संबंधित केन्द्रापसारक प्रभाव के साथ, यह प्रत्येक टीम में सौ हजार लोगों के साथ युद्ध के समान है।

कुछ साल पहले, कार्बन नैनोट्यूब की खोज से पता चला कि कुछ सामग्रियों में अंतरिक्ष लिफ्ट का समर्थन करने के लिए आवश्यक ताकत हो सकती है। लेकिन कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन अभी भी बहुत प्रयोगात्मक और सीमित है, और अंतरिक्ष लिफ्ट एक विशाल संरचना है जिसमें बड़ी मात्रा में सामग्री की आवश्यकता होती है। इसी तरह, अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण केवल काम की शुरुआत है: इसे तब बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए। एक अंतरिक्ष लिफ्ट अपने निम्नतम हिस्सों में मौसम संबंधी स्थितियों और सूक्ष्म-उल्कापिंडों और अंतरिक्ष मलबे को अपने सबसे ऊपर के हिस्सों में उजागर किया जाएगा। यहां तक ​​कि सबसे छोटी क्षति भी पूरे ढांचे की अखंडता को खतरे में डाल सकती है। ब्रेक-अप की स्थिति में, अंतरिक्ष लिफ्ट के नीचे के क्षेत्रों पर गिरावट विनाशकारी होगी।

अंतरिक्ष लिफ्ट की लागत कितनी है?

अंतरिक्ष लिफ्ट के हित को निर्धारित करने वाले महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक इसकी आर्थिक लाभप्रदता बनी हुई है। अंतरिक्ष लिफ्ट नागरिक विमानन के समान दरों पर अंतरिक्ष तक पहुंच की कीमत को कम कर सकता है। लेकिन अगर हम विनिर्माण और रखरखाव की लागत को जोड़ते हैं, तो एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना होगी जिसमें कई देशों के आर्थिक प्रयास शामिल होंगे। आवश्यक निवेश को देखते हुए, अंतरिक्ष लिफ्ट को लाभदायक बनाने में कई वर्षों का शोषण होगा। एक अंतरिक्ष लिफ्ट की भूमिका काफी विशिष्ट है: सबसे आम डिजाइनों में, केवल भूगर्भीय कक्षा को कुशलता से परोसा जाता है। कम कक्षा में, अतिरिक्त त्वरण प्रदान किया जाना चाहिए और भूमध्य रेखा क्षैतिज trajectories के लिए इष्टतम से दूर है। अंत में, यदि कोई अंतरिक्ष लिफ्ट बनाने के लिए पर्याप्त प्रतिरोधी सामग्री विकसित करने में सक्षम था, तो इन सामग्रियों का उपयोग रॉकेट को उच्च प्रदर्शन और पुन: प्रयोज्य बनाने के लिए किया जा सकता था, जिससे अंतरिक्ष लिफ्ट के हित में कमी आएगी।

एक चंद्र अंतरिक्ष लिफ्ट एक और अधिक यथार्थवादी परियोजना है। चंद्रमा की कम गुरुत्वाकर्षण उदाहरण के लिए पहले से ही अच्छी तरह से महारत हासिल की गई सामग्री के साथ लिफ्ट बनाने की अनुमति देगी। चंद्रमा की सतह के बीच एक लिफ्ट और पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली के एल 1 लैंगेंज बिंदु मूल्यवान चंद्र सामग्रियों को निकालने के लिए एक प्रभावी तरीका होगा, उदाहरण के लिए अंतरिक्ष निवास के निर्माण के लिए। हम जमीन और कक्षा के बीच नहीं, बल्कि विभिन्न कक्षाओं के बीच, बहुत आसान अंतरिक्ष लिफ्टों की कल्पना भी कर सकते हैं। उदाहरण के लिए लिफ्ट के निम्न कक्षा भाग में द्रव्यमान का केंद्र रखकर 150 किमी ऊंचाई पर वातावरण से ऊपर लटका होगा। इस प्रकार, इसे सरल डिजाइन के सिंगल-स्टेज रॉकेट से जोड़ा जा सकता है। पेलोड को तब कम कक्षा में या इंटरप्लानेटरी ट्रैजेक्टोरियों पर भी जारी किया जा सकता है क्योंकि इस तरह के एक अंतरिक्ष लिफ्ट को भूमध्य रेखा पर नहीं होना चाहिए।

एक अंतरिक्ष लिफ्ट में जाओ

अंतरिक्ष लिफ्ट लंबे समय तक विज्ञान कथा बने रहने की संभावना है। यहां तक ​​कि यदि आने वाले दशकों में जरूरी सामग्रियों का विकास किया गया है, तो यह संभावना नहीं है कि आर्थिक हित एक निगम या राज्य को इसे बनाने के लिए प्रेरित करेगा, खासकर जब रॉकेट अंततः अंतरिक्ष तक पहुंच की लागत को कम करने का वादा करता है। यदि पुन: उपयोग में अपना वादा होता है तो संभवतया सदियों से पहले हम अंतरिक्ष लिफ्ट की अवधारणा के बारे में बात करते हैं। निकट भविष्य में, अंतरिक्ष लिफ्ट के नजदीकी अन्य अवधारणाओं को लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कैप्टिव प्रणोदन के साथ यह मामला है, जो कम लागत पर पेलोड की कक्षा को बदलने के लिए दो लंबे केबलों का उपयोग करता है।

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Credits :
Space elevator first image by NASA
Space Elevator In Clouds by Liftport [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], from Wikimedia Commons
Space elevator in motion viewed from above north pole, 13 May 2014 by Skyway
Nano carbon by German Wikipedia, original upload 29. Dez 2004 by APPER