आवेग ड्राइव: स्टार ट्रेक में उप-लाइटस्पीड

ट्रेकियों ने विज्ञान कथा ब्रह्मांड को परिभाषित करने में मदद की है, साथ ही साथ प्रौद्योगिकी भी स्टार ट्रेक श्रृंखला, किताबें और फिल्में वादा करती हैं। उन शो से सबसे अधिक मांग वाली प्रौद्योगिकियों में से एक है ताना ड्राइव. उस प्रणोदन प्रणाली का उपयोग ट्रेकिवर्स में कई प्रजातियों के अंतरिक्ष यान पर किया जाता है आश्चर्यजनक रूप से कम समय में आकाशगंगाओं (महीनों या वर्षों की तुलना में यह "केवल" पर ले जाएगा प्रकाश की गति). हालांकि, हमेशा उपयोग करने का एक कारण नहीं है ताना ड्राइव, और इसलिए, कभी-कभी स्टार ट्रेक में जहाज आवेग का उपयोग करें उप-प्रकाश की गति से जाने की शक्ति।

आज, खोजकर्ता मिशन अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा करने के लिए रासायनिक रॉकेट का उपयोग करते हैं। हालांकि, उन रॉकेटों में कई कमियां हैं। उन्हें भारी मात्रा में प्रणोदक (ईंधन) की आवश्यकता होती है और आम तौर पर बहुत बड़े और भारी होते हैं। आवेग इंजन, जैसे कि स्टारशिप पर मौजूद दर्शाया गया है उद्यम, एक अंतरिक्ष यान में तेजी लाने के लिए थोड़ा अलग तरीका अपनाएं। अंतरिक्ष के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करने के बजाय, वे इंजनों को बिजली की आपूर्ति करने के लिए एक परमाणु रिएक्टर (या कुछ इसी तरह) का उपयोग करते हैं।

उस बिजली से बड़े इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को शक्ति मिलती है जो जहाज को आगे बढ़ाने के लिए खेतों में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करते हैं या अधिक संभावना है, सुपरहीट प्लाज्मा जो तब मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों से टकरा जाता है और इसे तेज करने के लिए शिल्प के पीछे थूक देता है आगे। यह सब बहुत जटिल लगता है, और यह है। यह वास्तव में सक्षम है, वर्तमान तकनीक के साथ नहीं बी।

प्रभावी रूप से, आवेग इंजन वर्तमान रासायनिक-संचालित रॉकेटों से एक कदम आगे का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे तेजी से नहीं जाते प्रकाश की गति से, लेकिन वे आज हमारे पास मौजूद किसी भी चीज़ से अधिक तेज़ हैं। यह शायद केवल कुछ समय पहले की बात है जब कोई व्यक्ति यह पता लगाता है कि उन्हें कैसे बनाया और तैनात किया जाए।

क्या हम किसी दिन घटिया इंजन लगा सकते हैं?

"किसी दिन" के बारे में अच्छी खबर यह है कि एक आवेग ड्राइव का मूल आधार है है वैज्ञानिक रूप से ध्वनि। हालाँकि, विचार करने के लिए कुछ मुद्दे हैं। फिल्मों में, स्टारशिप प्रकाश के गति के एक महत्वपूर्ण अंश में तेजी लाने के लिए अपने आवेग इंजन का उपयोग करने में सक्षम हैं। उन गति को प्राप्त करने के लिए, आवेग इंजन द्वारा उत्पन्न शक्ति को महत्वपूर्ण होना चाहिए। वह बहुत बड़ी बाधा है। वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा के साथ भी, यह संभव नहीं लगता है कि हम इस तरह के ड्राइव के लिए पर्याप्त विद्युत उत्पादन कर सकते हैं, विशेष रूप से ऐसे बड़े जहाजों के लिए। तो, यह एक समस्या को दूर करने के लिए है।

इसके अलावा, शो अक्सर ग्रहों के वायुमंडलों और नेबुला, गैस और धूल के बादलों में इस्तेमाल होने वाले आवेग इंजनों को दर्शाते हैं। हालांकि, आवेग जैसी ड्राइव का हर डिजाइन एक वैक्यूम में उनके संचालन पर निर्भर करता है। जैसे ही स्टारशिप उच्च कण घनत्व (जैसे वायुमंडल या गैस और धूल के बादल) के क्षेत्र में प्रवेश करती है, इंजन बेकार हो जाते हैं। इसलिए, जब तक कुछ बदल नहीं जाता है (और आप कानून ओ भौतिकी, कप्तान!) को बदल सकते हैं, आवेग ड्राइव विज्ञान कथा के दायरे में रहते हैं।

आवेग ड्राइव ध्वनि बहुत अच्छा है, है ना? वैसे, विज्ञान कथा में उल्लिखित के रूप में उनके उपयोग के साथ कुछ समस्याएं हैं। एक है समय फैलाव: किसी भी समय एक शिल्प सापेक्ष गति से यात्रा करता है, समय के फैलने की चिंताएं उत्पन्न होती हैं। अर्थात्, जब विमान निकट-प्रकाश गति से यात्रा कर रहा हो, तो समयावधि कैसे स्थिर रहती है? दुर्भाग्य से, इसके आसपास कोई रास्ता नहीं है। यही कारण है कि आवेग इंजन अक्सर विज्ञान कथाओं में लगभग 25% तक सीमित होते हैं प्रकाश कि गति जहां सापेक्ष प्रभाव न्यूनतम होंगे।

ऐसे इंजनों के लिए दूसरी चुनौती वह है जहां वे काम करते हैं। वे एक वैक्यूम में सबसे प्रभावी हैं, लेकिन हम अक्सर उन्हें ट्रेक में देखते हैं क्योंकि वे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं या गैस और धूल के बादलों के माध्यम से कोड़ा करते हैं जिन्हें नेबुला कहा जाता है। वर्तमान में कल्पना किए गए इंजन ऐसे वातावरण में अच्छा नहीं करेंगे, इसलिए यह एक और मुद्दा है जिसे हल करना होगा।

हालांकि, सभी खो नहीं गया है। आयन ड्राइव, जो आवेग ड्राइव प्रौद्योगिकी के लिए बहुत समान अवधारणाओं का उपयोग करते हैं, वर्षों से अंतरिक्ष यान में उपयोग में हैं। हालांकि, उनके उच्च ऊर्जा उपयोग के कारण, वे बहुत कुशलता से शिल्प को तेज करने में कुशल नहीं हैं। वास्तव में, इन इंजनों को केवल एक प्रक्षेप शिल्प पर प्राथमिक प्रणोदन प्रणाली के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका मतलब है कि केवल अन्य ग्रहों की यात्रा करने के लिए आयन इंजन ले जाएगा। उदाहरण के लिए, डॉन अंतरिक्ष यान पर एक आयन ड्राइव है, जिसका उद्देश्य बौना ग्रह सेरेस है।

चूंकि आयन ड्राइव को संचालित करने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में प्रणोदक की आवश्यकता होती है, उनके इंजन लगातार काम करते हैं। इसलिए, जबकि एक रासायनिक रॉकेट तेज गति से एक शिल्प प्राप्त करने में तेज हो सकता है, यह जल्दी से ईंधन से बाहर निकलता है। आयन ड्राइव (या भविष्य के आवेग ड्राइव) के साथ इतना नहीं। आयन ड्राइव दिनों, महीनों और वर्षों के लिए एक शिल्प को गति देगा। यह अंतरिक्ष यान को अधिक से अधिक शीर्ष गति तक पहुंचने की अनुमति देता है, और यह पूरे सौर मंडल में ट्रेकिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

यह अभी भी एक आवेग इंजन नहीं है। आयन ड्राइव प्रौद्योगिकी निश्चित रूप से आवेग ड्राइव प्रौद्योगिकी का एक अनुप्रयोग है, लेकिन इसमें मौजूद इंजनों की आसानी से उपलब्ध त्वरण क्षमता से मेल करने में विफल रहता है स्टार ट्रेक और अन्य मीडिया।

भविष्य के अंतरिक्ष यात्रियों को कुछ और भी होनहार उपयोग करने के लिए मिल सकता है: प्लाज्मा ड्राइव तकनीक। ये इंजन सुपरहीट प्लाज्मा में बिजली का उपयोग करते हैं और फिर शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके इंजन के पीछे इसे बाहर निकाल देते हैं। वे आयन ड्राइव में कुछ समानता रखते हैं कि वे इतने कम प्रणोदक का उपयोग करते हैं कि वे लंबे समय तक संचालित करने में सक्षम होते हैं, विशेष रूप से पारंपरिक रासायनिक रॉकेट के सापेक्ष।

हालांकि, वे बहुत अधिक शक्तिशाली हैं। वे शिल्प को इतनी उच्च दर पर चलाने में सक्षम होंगे कि एक प्लाज्मा-चालित रॉकेट (आज उपलब्ध तकनीक का उपयोग करके) एक महीने में कम से कम मंगल पर एक शिल्प प्राप्त कर सके। इस करतब की तुलना लगभग छह महीने के लिए करें, यह पारंपरिक रूप से संचालित शिल्प होगा।

क्या यह स्टार ट्रेक इंजीनियरिंग के स्तर काफी नहीं। लेकिन यह निश्चित रूप से सही दिशा में एक कदम है।

हालांकि हमारे पास अभी तक फ्यूचरिस्टिक ड्राइव नहीं हैं, फिर भी वे हो सकते हैं। आगे के विकास के साथ, कौन जानता है? हो सकता है कि फिल्मों में दिखाए गए लोगों की तरह आवेग ड्राइव एक दिन एक वास्तविकता होगी।

द्वारा संपादित और अद्यतन कैरोलिन कोलिन्स पीटरसन.