कक्षा में उपग्रहों की संख्या में वृद्धि से खगोलीय अवलोकनों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है

नासा के लगभग 22 साल पुराने स्विफ्ट स्पेस टेलीस्कोप को बचाने का प्रयास असफल रहा। अंतरिक्ष यान, जिसे लिंक कक्षा में उठाने के लिए भेजा गया था, अंतरिक्ष में जाने के बाद ठीक से काम करना शुरू कर दिया, लगातार घूमता रहा, जिससे उस पर नियंत्रण रखना मुश्किल हो गया।

कई हफ्तों तक खराबी दूर करने के प्रयासों के बावजूद, पूरी तरह से सफल नहीं हो पाना संभव हुआ। नतीजतन, नासा और कैटलिस्ट स्पेस ने स्विफ्ट को पकड़ने और उसकी कक्षा बढ़ाने के मिशन को रद्द करने का फैसला किया।

वर्तमान में, स्विफ्ट पृथ्वी से लगभग 347 किलोमीटर की ऊंचाई पर चक्कर लगा रहा है। प्रारंभिक योजना में यह शामिल था कि लिंक टेलीस्कोप को पकड़ लेगा और उसे लगभग 600 किलोमीटर की ऊंचाई तक ले जाएगा, जिससे वह कई और वर्षों तक कार्य कर सकेगा। हालांकि, यह लक्ष्य अब प्राप्त करने योग्य नहीं है।

स्विफ्ट की कक्षा धीरे-धीरे कम होती जाएगी, और संभावना है कि इस वर्ष के अंत तक यह पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश कर जाएगा और जल जाएगा।

लिंक अंतरिक्ष यान को जुलाई 2026 की शुरुआत में लॉन्च किया गया था। इसका उद्देश्य स्विफ्ट के करीब आना, उसे पकड़ना और उसे एक उच्च कक्षा में ले जाना था। हालांकि, अंतरिक्ष में पहुंचने के तुरंत बाद, लिंक तेजी से घूमने लगा, जिससे उसकी दिशा को नियंत्रित करना बेहद मुश्किल हो गया।

कैटलिस्ट स्पेस की टीम ने स्थिति को ठीक करने के लिए कई सप्ताह लगाए, जिसमें पिछले सप्ताह यान पर नया नियंत्रण सॉफ्टवेयर भेजना भी शामिल था। हालांकि लिंक की घूमने की गति थोड़ी कम हुई, लेकिन यह पूरी तरह से नियंत्रण में नहीं आया। इसके बाद नासा और कैटलिस्ट स्पेस ने मिशन को समाप्त करने का निर्णय लिया।

स्वयं स्विफ्ट स्पेस टेलीस्कोप को 2004 में लॉन्च किया गया था और यह अंतरिक्ष में गामा-फ्लैश, जो शक्तिशाली ब्रह्मांडीय विस्फोट हैं, का अध्ययन करता है। स्विफ्ट वैज्ञानिकों को इन घटनाओं का पता लगाने और उनके बारे में जानकारी एकत्र करने में मदद करता है। यह टेलीस्कोप नासा के सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक है और लगभग 22 वर्षों से काम कर रहा है; इसका अनुमानित मूल्य लगभग 500 मिलियन डॉलर है।

स्विफ्ट की वर्तमान ऊंचाई लगभग 347 किलोमीटर है। इतनी कम ऊंचाई पर स्थित यानों की कक्षाएं समय के साथ कम होती जाती हैं। इसलिए स्विफ्ट को लगभग 600 किलोमीटर की ऊंचाई तक उठाने की योजना बनाई गई थी। इस कार्य को सफलतापूर्वक पूरा करने से टेलीस्कोप कई और वर्षों तक काम करना जारी रख सकता था। इसके लिए लिंक को स्विफ्ट के पास जाना, उसे पकड़ना और उसे आवश्यक ऊंचाई पर ले जाना था।

बचाव मिशन को रद्द करने के बाद, स्विफ्ट की कक्षा बढ़ाने की योजनाएं बंद हो गई हैं। अब इसकी कक्षा धीरे-धीरे कम होगी, और अंततः स्विफ्ट पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करेगा। इस प्रक्रिया के दौरान, इसकी अधिकांश संरचनाएं उच्च गति और तीव्र गर्मी के कारण जल सकती हैं।

कैटलिस्ट स्पेस कंपनी ने उल्लेख किया कि इस मिशन अनुभव ने उन्हें मूल्यवान ज्ञान प्राप्त करने में मदद की है, जिसे वे भविष्य की अंतरिक्ष परियोजनाओं में लागू करने की योजना बना रहे हैं।

उपग्रहों को पता लगाने में मुश्किल समस्याओं का सामना करने का खतरा होता है, जैसे कि कुछ घटकों में इलेक्ट्रॉनों का अनियंत्रित प्रसार। मल्टीपैक्टर प्रभाव के रूप में जाना जाने वाला यह परिघटना रेडियो और माइक्रोवेव संकेतों के प्रसारण के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में गंभीर विफलताएं पैदा करने की क्षमता रखती है।

इस समस्या को कम करने के लिए, स्पेन में स्थित वैज्ञानिक अनुसंधान परिषद (CSIC) के वैज्ञानिकों ने इन घटकों की सतहों के लिए एक नए प्रकार की कोटिंग बनाई है। यह शोध Nanostine कंपनी और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) के सहयोग से किया गया था।

यह तकनीक सोने और चांदी के नैनोकणों का उपयोग करती है और प्रयोगशाला परीक्षणों के दौरान काफी आशाजनक परिणाम प्रदर्शित की है। मल्टीपैक्टर प्रभाव इस बात से जुड़ा हुआ है कि परिचालन वातावरण में इलेक्ट्रॉन कैसे व्यवहार करते हैं; जब एक इलेक्ट्रॉन किसी आंतरिक सतह से टकराता है, तो यह अन्य कणों के उत्सर्जन को ट्रिगर कर सकता है।

ये नए इलेक्ट्रॉन बदले में सतह से टकरा सकते हैं, चक्र को कई बार दोहराते हुए एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनाते हैं। यदि यह घटना तीव्र है, तो इलेक्ट्रॉनों का संचय रेडियोफ्रीक्वेंसी और माइक्रोवेव घटकों के कामकाज को बाधित कर सकता है, जिससे उपग्रह में संचार के लिए महत्वपूर्ण उपकरण खतरे में पड़ जाते हैं।

यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) चार दशकों से अधिक समय से इस समस्या को रोकने के तरीकों का अध्ययन कर रही है। वर्तमान में, Alodine एक उपयोग किया जाने वाला समाधान है, हालांकि इसके घटक पर्यावरणीय और स्वास्थ्य जोखिम प्रस्तुत कर सकते हैं, जो शोधकर्ताओं द्वारा विकल्पों की खोज को प्रेरित करता है।

सामग्री में उन्नत अनुसंधान

मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस ऑफ मैटेरियल्स (ICMM), जो CSIC से जुड़ा है, ने पिछले प्रयासों की तुलना में और भी छोटे संरचनाओं पर काम करने का विकल्प चुना। शोधकर्ताओं ने 4 से 8 नैनोमीटर के बीच आयाम वाले सोने और चांदी के नैनोकणों का उत्पादन करने में सफलता प्राप्त की। संदर्भ के लिए, एक नैनोमीटर एक मिलीमीटर का दस लाखवां हिस्सा होता है।

इन कणों को एक धातु की परत बनाने के लिए शामिल किया गया था जिसकी विशेषता छोटे रिक्तियों से भरी संरचना थी। कोटिंग को अत्यधिक उच्च वैक्यूम स्थितियों में, बिना सॉल्वैंट्स या अपशिष्ट उत्पादन के बनाया जाता है। ESA द्वारा प्रमाणित प्रयोगशालाओं में किए गए परीक्षणों में, इस नई परत ने Alodine की तुलना में द्वितीयक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन को लगभग 30% तक कम करने में कामयाबी हासिल की।

एक अन्य पैरामीटर में उल्लेखनीय सुधार देखा गया: कटऑफ ऊर्जा, जो उस बिंदु को परिभाषित करती है जहां एक सतह अवशोषित करने की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करना शुरू कर देती है, कुछ कॉन्फ़िगरेशन में 300% तक बेहतर प्रदर्शन तक पहुंच गई।

शोधकर्ताओं ने समय के साथ कोटिंग के व्यवहार की भी निगरानी की। छह महीने की अवधि के दौरान, सामग्री को उम्र बढ़ने के परीक्षणों और 150 डिग्री सेल्सियस तक के उच्च तापमान के अधीन किया गया, जो सूर्य के संपर्क में आने पर उपग्रह द्वारा सामना की जाने वाली स्थितियों के हिस्से का अनुकरण करता है। समय के साथ प्रदर्शन में कुछ गिरावट होने के बावजूद, कोटिंग ने Alodine के नए अनुप्रयोग की तुलना में बेहतर प्रदर्शन बनाए रखा।

अगले कदम और व्यावसायीकरण

इस तकनीक के लिए CSIC और Nanostine के बीच एक संयुक्त पेटेंट आवेदन पहले ही दायर किया जा चुका है। दोनों संस्थाएं मुख्य रूप से एयरोस्पेस क्षेत्र के लिए सामग्री का व्यावसायीकरण करने की योजना बना रही हैं। इस विकास को मैड्रिड समुदाय के औद्योगिक डॉक्टरेट कार्यक्रम और ESA बिजनेस इनोवेशन सेंटर से भी समर्थन मिला है।

हालांकि, कोटिंग अभी भी अंतरिक्ष मिशनों में सीधे उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। इसके कार्यान्वयन से पहले अतिरिक्त सत्यापन और परीक्षण चरणों की आवश्यकता होगी। CSIC की शोधकर्ता और अध्ययन की सह-लेखिका लिडिया मार्टिनेज के अनुसार, एक नई कोटिंग के विकास से लेकर अंतरिक्ष में इसके अनुप्रयोग तक का मार्ग लगभग एक दशक का समय ले सकता है।

स्टारशिप की तेरहवीं सफल परीक्षण उड़ान के दौरान, स्पेसएक्स के उपग्रह इंटरनेट नक्षत्र स्टारलिंक V3 की नई पीढ़ी को प्रायोगिक रूप से लागू किया गया था। इन नए उपग्रहों का एक उल्लेखनीय पहलू उनका काफी बड़ा आकार है, जो बोइंग 737 की पंख फैलाव से अधिक है, जो उन्हें पृथ्वी की निम्न कक्षा में संचार के सबसे बड़े उपग्रहों में से एक बनाता है।

आकार में यह वृद्धि इस बात पर संदेह पैदा करती है कि क्या ऐसे ऑब्जेक्ट ब्रह्मांड के अवलोकन के लिए और भी बड़ी समस्या पेश करेंगे। हालांकि चिंता केवल आकाश में दिखाई देने वाली चीजों तक ही सीमित नहीं हो सकती है, बल्कि सुनने की कोशिश करने से संबंधित आशंकाएं भी हैं।

2019 में स्टारलिंक नक्षत्र की शुरुआत से, इसने तेजी से विस्तार किया है, जिससे वैश्विक दूरदराज के क्षेत्रों में इंटरनेट एक्सेस बदल गया है। हालांकि, इस विकास ने वैज्ञानिक समुदाय में महत्वपूर्ण चर्चाएँ पैदा की हैं, जिसमें वे प्रकाश ट्रेल्स जो वेधशालाओं की छवियों को पार करते हैं और रेडियो टेलीस्कोप में संभावित हस्तक्षेप खगोलविदों को चिंतित करते हैं।

स्पेसएक्स ने स्वयं इन चुनौतियों को स्वीकार किया है और अपने उपग्रहों के खगोल विज्ञान पर पड़ने वाले प्रभाव को कम करने के लिए समाधानों पर काम कर रही है। कम परावर्तक सतहों और रेडियो सिग्नल रिसाव पर अधिक ध्यान देने जैसे उपायों ने उपग्रहों को अधिक विवेकपूर्ण बना दिया है, हालांकि अदृश्य नहीं, फिर भी खगोल विज्ञान समुदाय नई पीढ़ी के संबंध में सतर्क है।

स्टारलिंक V3, V2 की तुलना में एक पर्याप्त तकनीकी प्रगति का प्रतीक हैं। स्पेसएक्स के अनुसार, प्रत्येक इकाई डाउनलिंक में 1 टेराबिट प्रति सेकंड और अपलिंक में 160 गीगाबिट प्रति सेकंड की ट्रांसमिशन क्षमता प्रदान करती है, जो V2 की तुलना में डाउनलोड में दस गुना और अपलोड में बाईस गुना सुधार दर्शाती है। नए मॉडल के एंटीना 4,096 संचार बीम का समर्थन करते हैं, जो V2 के 336 से अधिक है, जिससे अधिक उपयोगकर्ताओं को उच्च गति के साथ एक साथ सेवा प्रदान करना संभव होता है।

क्षमता में यह वृद्धि नए प्रोसेसर, अधिक उन्नत एंटीना, तेज इंटर-सैटेलाइट संचार और अधिक कुशल इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम से आती है। हालांकि, यह सारी कम्प्यूटेशनल और ट्रांसमिशन शक्ति एक उच्च ऊर्जा लागत का तात्पर्य रखती है, जिसके लिए कक्षा में आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सौर पैनलों को बढ़ाने की आवश्यकता होती है।

हालांकि स्पेसएक्स ने स्टारलिंक V3 के सभी आधिकारिक विनिर्देश जारी नहीं किए हैं, छवियों पर आधारित अनुमान बताते हैं कि उपग्रह में प्रत्येक 19 मीटर के दो बड़े सौर पैनल हैं। उपग्रह के मुख्य भाग के साथ मिलकर, कुल संरचना लगभग 45 मीटर लंबी है।

शुरुआत में, इतना बड़ा उपग्रह अधिक चमकीला लग सकता है, लेकिन आधुनिक सौर पैनल प्रकाश अवशोषण को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इसके अलावा, खगोलीय आलोचनाओं के जवाब में, स्पेसएक्स ने VisorSat जैसे संशोधन पेश किए हैं, जो संरचना के सबसे चमकीले हिस्सों पर सौर विकिरण को कम करने के लिए एक प्रकार का वाइज़र है।

अनुमानित आयामों के आधार पर, यह अनुमान लगाया जाता है कि यदि कोई अन्य उपाय लागू नहीं किया जाता है तो स्टारलिंक V3 स्टारलिंक V2 की तुलना में केवल लगभग आधा परिमाण अधिक चमकीला होगा। यह वृद्धि ध्यान देने योग्य होगी, लेकिन आकार जितना बड़ा नहीं, हालांकि इसे व्यवहार में पुष्टि की जानी चाहिए।

हालांकि, जबकि दृश्य प्रभाव ऑप्टिकल टेलीस्कोप वाले पर्यवेक्षकों के लिए कम किया जा सकता है, स्थिति उन लोगों के लिए अलग है जो रेडियो तरंगों के माध्यम से ब्रह्मांड को 'सुनते' हैं। रेडियो टेलीस्कोप दूर की आकाशगंगाओं, अंतरतारकीय गैस बादलों, पल्सर और आदिम ब्रह्मांड से अत्यंत कमजोर संकेतों का अध्ययन करते हैं, डार्क एनर्जी की उत्पत्ति जैसे रहस्यों को उजागर करने की कोशिश करते हैं।

समस्या का मूल स्प्यूरियस उत्सर्जन में निहित है, या रेडियो ट्रांसमीटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले बैंड से अलग बैंडों में अवांछित सिग्नल 'रिसाव' में, न कि अधिकृत संचालन आवृत्तियों में। शोधकर्ताओं ने पहले ही रेडियो खगोल विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले बैंडों में स्टारलिंक उपग्रहों से अनपेक्षित उत्सर्जन की पहचान की है, जो कमजोर संकेत हैं, लेकिन अत्यधिक संवेदनशील उपकरणों को प्रभावित करने में सक्षम हैं।

अधिक शक्ति के साथ संचालित होने, व्यापक दर्शकों के लिए अधिक डेटा प्रसारित करने और लगातार काम करने वाले उपग्रहों की संभावना गंभीर प्रश्न उठाती है। स्पेसएक्स द्वारा कुशल इलेक्ट्रॉनिक्स और फ़िल्टरिंग में निवेश के बावजूद, रेडियो खगोल विज्ञान पर इस नई पीढ़ी के वास्तविक प्रभाव के बारे में अभी भी कोई निर्णायक सार्वजनिक डेटा गायब है, जो शायद तभी पता चलेगा जब यह पूरी तरह से संचालित होगा।

यह चिंता मेगा-कन्स्टेलेशन पर अन्य बहसों में जुड़ जाती है, जैसे कि कक्षा में टकराव का बढ़ता जोखिम, जो केसलर सिंड्रोम को ट्रिगर कर सकता है। सैद्धांतिक रूप से, V3 की ट्रांसमिशन क्षमता में वृद्धि आवश्यक उपग्रहों की संख्या को कम कर सकती है, लेकिन ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि स्पेसएक्स द्वारा अपनाई गई रणनीति यही है।

स्टारलिंक V3 द्वारा दर्शाई गई तकनीकी प्रगति निर्विवाद है; किसी भी वैश्विक कंपनी ने इतने कम समय में इतनी क्षमता वाले उपग्रह विकसित, निर्मित और संचालित नहीं किए हैं, जिससे स्पेसएक्स को वैश्विक संचार क्रांति में अग्रणी बनाया गया है।

भविष्य की चुनौती, जैसा कि कहावत कहती है, इन प्रौद्योगिकियों के विस्तार को ब्रह्मांड के वैज्ञानिक अन्वेषण के लिए आवश्यक स्थितियों के संरक्षण के साथ संतुलित करना है, अरबों को जोड़ना बिना सितारों के साथ प्राचीन संबंध की उपेक्षा किए।