नासा ने स्काईफॉल मिशन के विकास में प्रगति की है, जिसका उद्देश्य मंगल ग्रह पर अन्वेषण करने के लिए तीन छोटे हेलीकॉप्टर भेजना है। इस परियोजना का एक महत्वपूर्ण घटक, एक अल्ट्रालाइट और लचीला एंटीना, का हाल ही में कठोर परीक्षण किया गया। इस एंटीना को एक रडार के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिसका कार्य मंगल की सतह के ठीक नीचे छिपी हुई बर्फ का पता लगाना है।
जमे हुए पानी की उपस्थिति को लाल ग्रह पर भविष्य के मानवयुक्त अभियानों के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण संसाधन माना जाता है। इस बर्फ का उपयोग न केवल मानव उपभोग के लिए किया जा सकता है, बल्कि इसे सांस लेने योग्य ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में भी परिवर्तित किया जा सकता है, जो रॉकेट ईंधन के लिए कच्चा माल है। सुलभ भंडारों की खोज पृथ्वी से ले जाने वाली आपूर्ति की मात्रा को काफी कम कर देगी।
क्षमताएं सारांश
वर्तमान में, मंगल की कक्षा में मौजूद जांचें दर्जनों मीटर की गहराई पर स्थित बर्फ के बड़े भंडार की पहचान करने में सक्षम हैं। हालांकि, इन उपकरणों को मिट्टी की ऊपरी परतों को देखने में कठिनाई होती है, जो वास्तव में भविष्य के मानव मिशनों के दौरान इस संसाधन को निकालने के लिए सबसे उपयुक्त क्षेत्र हैं।
नासा के अनुसार, स्काईफॉल मिशन के हेलीकॉप्टरों द्वारा इस सीमा को पार किया जाएगा। कम ऊंचाई और कम गति से उड़ान भरने के कारण, वे सतह के नीचे दबी बर्फ और सूखी मिट्टी के बीच परिवर्तन की पहचान करने के लिए ग्राउंड पेनेट्रेटिंग रडार का उपयोग कर सकते हैं, जिससे इन क्षेत्रों के बहुत अधिक विस्तृत मानचित्र बनेंगे।
रडार विभिन्न रेडियो आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करेगा, जो 500 और 2,500 मेगाहर्ट्ज के बीच है। यह संयोजन विभिन्न गहराइयों से डेटा एकत्र करने की अनुमति देता है: लंबी रेडियो तरंगें कई मीटर तक प्रवेश कर सकती हैं, जबकि छोटी तरंगें जमीन की ऊपरी परतों की अधिक स्पष्ट छवियां प्रदान करती हैं।
हालांकि रडार तकनीक पहले से ज्ञात थी, स्काईफॉल आकार के हेलीकॉप्टर में इसका एकीकरण एक अभिनव समाधान की मांग करता था। एक मानक एंटीना विमान के नीचे समायोजित होने के लिए बहुत बड़ा होगा और लैंडिंग प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करेगा। यह देखते हुए कि मंगल की सतह और हेलीकॉप्टर के निचले हिस्से के बीच की दूरी केवल लगभग 15 सेंटीमीटर है, इंजीनियरों को एक बहुत छोटा और अधिक लचीला उपकरण बनाना पड़ा।
कई विकल्पों का मूल्यांकन करने के बाद, टीम ने विवलडी एंटीना नामक मॉडल को चुना। इस प्रकार के एंटीना में बहुत व्यापक आवृत्ति पर संकेत उत्सर्जित और प्राप्त करने की क्षमता होती है, जो मिशन के रडार के लिए एक आवश्यक विशेषता है। इसके अतिरिक्त, इसका सपाट आकार हल्के और लचीले पदार्थों का उपयोग करके निर्माण को सरल बनाता है।
घुमावदार एंटीना का नाम इसके आविष्कारक, पीटर गिब्सन के नाम पर रखा गया, जिन्होंने इसकी घुमावदार रेखाओं की तुलना वायलिन से की, जो संगीतकार एंटोनियो विवलडी से जुड़ा हुआ वाद्य यंत्र है।
इस तकनीक का उपयोग करने के बावजूद, मूल एंटीना अभी भी हेलीकॉप्टर के लिए बहुत बड़ा था। चूंकि मिशन का रडार केवल सूखी मिट्टी में लगभग पांच मीटर की गहराई तक जांच करने के लिए डिज़ाइन किया गया था - जो स्थलीय भूभाग की तुलना में रेडियो तरंगों में कम हस्तक्षेप करता है - शोधकर्ताओं ने इसकी प्रभावशीलता से समझौता किए बिना घटक के आयामों को और कम कर दिया।
फिर भी, एंटीना हेलीकॉप्टर के पैरों से डेढ़ गुना लंबा रहता था। इसका मतलब है कि हर लैंडिंग पर इसे मुड़ना होगा, खासकर यदि विमान किसी पत्थर या अनियमित सतह से टकराता है। बाद में, डेटा संग्रह जारी रखने के लिए इसे स्वचालित रूप से अपने मूल आकार में लौटना चाहिए।
इस दोहराए जाने वाले प्रयास का समर्थन करने के लिए, इंजीनियरों ने एंटीना को पॉलिएस्टर और वेक्टरन की परतों से ढका, जो एक अत्यधिक प्रतिरोधी सामग्री है जिसका उपयोग पहले मंगल पर रोबोट स्पिरिट और अपॉर्च्युनिटी की लैंडिंग को कुशन करने वाले एयरबैग्स में किया गया था। इस समुच्चय को उड़ान के दौरान स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए फाइबरग्लास स्प्रिंग्स और मैग्नीशियम संरचना से भी लैस किया गया था।
इन सभी सुदृढीकरणों के बावजूद, उपकरण काफी हल्का रहा। पूरा एंटीना लगभग 150 ग्राम का वजन करता है, जो दो वायलिन बो से थोड़ा अधिक है। द्रव्यमान में कमी मौलिक है, क्योंकि वजन में कोई भी वृद्धि सीधे उन विमानों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है जिन्हें मंगल के अत्यंत विरल वातावरण में संचालित करने की आवश्यकता होती है।
प्रोटोटाइप के विकास के पूरा होने पर, टीम ने कैलिफ़ोर्निया में स्थित जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) में परीक्षणों की एक श्रृंखला शुरू की। इन परीक्षणों का उद्देश्य यह पुष्टि करना था कि क्या एंटीना अंतरिक्ष मिशन की चरम स्थितियों का सामना कर पाएगा बिना रडार संकेतों को प्रसारित और प्राप्त करने की अपनी क्षमता खोए।
इंजीनियरों ने मंगल पर उतरने के बाद एंटीना की स्थिति को दोहराने के लिए एंटीना को मोड़ने का अनुकरण करना शुरू कर दिया। इसके बाद, उपकरण को बड़े तापमान परिवर्तनों के संपर्क में लाया गया जो ग्रह के दिन-रात चक्र का अनुकरण करते हैं, जहां तापीय अंतर लगभग 94°C तक पहुंच सकता है।
इस चरण के बाद, एंटीना को मिशन के दौरान हेलीकॉप्टरों द्वारा किए गए दर्जनों लैंडिंग का प्रतिनिधित्व करने के लिए कई बार मोड़ा गया। प्रत्येक चक्र के बीच, शोधकर्ताओं ने यह जांचने के लिए परीक्षण रोक दिए कि रेडियो प्रसारण का प्रदर्शन अपरिवर्तित रहता है या नहीं।
परीक्षणों में एक और अधिक चुनौतीपूर्ण परिदृश्य भी शामिल था: रेडियो फ्रीक्वेंसी माप के दौरान एंटीना को उल्टा स्थापित किया गया, जिससे यांत्रिक तनाव उत्पन्न हुआ जो मंगल के गुरुत्वाकर्षण की तुलना में अधिक था, जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का केवल लगभग एक तिहाई है।
प्राप्त परिणाम बहुत अनुकूल माने गए। परीक्षण अभियान के अंत तक, एंटीना ने मंगल पर 200 लैंडिंग के बराबर सहन किया, जो मुख्य मिशन को पूरा करने के लिए आवश्यक से दोगुने से अधिक था, बिना प्रदर्शन हानि या स्थायी विकृति दिखाए।
परियोजना के जिम्मेदार लोगों के अनुसार, इस परिणाम ने टीम के प्रमुख तकनीकी संदेहों को दूर कर दिया। हालांकि उड़ान के लिए अंतिम अनुमोदन से पहले अभी भी नए परीक्षणों की आवश्यकता है, लेकिन प्राप्त प्रदर्शन ने मान्य किया कि अवधारणा अपेक्षित रूप से काम करती है।
अगले चरण
अगला चरण एक नए इंजीनियरिंग मॉडल के निर्माण की योजना बनाता है। इस उपकरण को कंपन परीक्षणों, मंगल ग्रह के वातावरण का अनुकरण करने की स्थिति में उद्घाटन परीक्षणों और मंगल यार्ड में प्रदर्शन मूल्यांकन से गुजरना होगा, जो जेपीएल का वह क्षेत्र है जो लाल ग्रह के भूभाग को फिर से बनाने के लिए समर्पित है।
प्रत्येक स्काईफॉल हेलीकॉप्टर चार वैज्ञानिक उपकरण ले जाएगा। यह मिशन इंगिन्युइटी हेलीकॉप्टर से प्राप्त अनुभव से लाभान्वित होता है, जिसने लगभग तीन वर्षों में मंगल पर 72 उड़ानें पूरी कीं। इस विमान की सफलता ने मंगल के वातावरण में नियंत्रित उड़ान की व्यवहार्यता साबित की, जिससे अधिक महत्वाकांक्षी हवाई मिशनों का मार्ग प्रशस्त हुआ।
यदि समय सारणी बनी रहती है, तो स्काईफॉल मिशन को नासा द्वारा विकसित फ्रीडम रॉकेट का उपयोग करके 2028 के अंत में लॉन्च करने की उम्मीद है। मंगल की उपसतह के बारे में ज्ञान बढ़ाने के अलावा, यह मिशन भविष्य के मानव ठिकानों के लिए आदर्श स्थानों की पहचान कर सकता है, जिससे मंगल का अन्वेषण अधिक सुरक्षित और कुशल हो जाएगा।
