मंगल ग्रह पर मानवयुक्त यात्राओं को सक्षम करने के लिए नासा ने अभूतपूर्व 120 किलोवाट अंतरिक्ष इंजन का परीक्षण किया

नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) के वैज्ञानिकों की एक टीम ने संयुक्त राज्य अमेरिका में अभूतपूर्व क्षमता वाले इलेक्ट्रिक थ्रस्टर प्रोटोटाइप के सक्रियण को सफलतापूर्वक पूरा कर लिया है। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और क्लीवलैंड स्थित ग्लेन सेंटर के शोधकर्ताओं की साझेदारी में विकसित यह उपकरण 120 किलोवाट बिजली रेंज में संचालित होता है। प्राप्त सूचकांक देश में पहले से ही मूल्यांकन की गई किसी भी अन्य समान प्रणाली की तुलना में 25 गुना अधिक ताकत का प्रतिनिधित्व करता है। तकनीकी प्रदर्शन फरवरी 2026 के महीने के दौरान अंतरिक्ष एजेंसी की सुविधाओं पर हुआ।

यह प्रयोग संघनित धातु प्रणोदक निर्वात कक्ष के अंदर हुआ, जिसे CoMeT के नाम से जाना जाता है, जो धात्विक वाष्प के साथ सुरक्षित परीक्षण की अनुमति देता है। आवश्यक जोर उत्पन्न करने के लिए डिवाइस ने मुख्य ईंधन के रूप में लिथियम वाष्प का उपयोग किया। इंजीनियरों द्वारा किए गए पांच इग्निशन के दौरान, इंजन के टंगस्टन इलेक्ट्रोड ने तापमान 2,800 डिग्री सेल्सियस से अधिक दर्ज किया। तकनीकी प्रगति मंगल ग्रह पर भविष्य के मानव मिशन की योजना बनाने के लिए एक ठोस आधार स्थापित करती है।

प्रयोगशाला में मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक प्रणाली की कार्यप्रणाली

परीक्षण किए गए उपकरण को मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक प्रणाली के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसे अक्सर एयरोस्पेस क्षेत्र में संक्षिप्त नाम एमपीडी द्वारा कहा जाता है। यह तकनीक उच्च तीव्रता वाली विद्युत धाराओं को लागू करके पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटरों से भिन्न होती है जो थ्रस्टर कोर में उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के साथ सीधे संपर्क करती है। यह भौतिक संपर्क विद्युत चुम्बकीय रूप से इंजन से लिथियम प्लाज्मा को बाहर निकालता है। निरंतर प्रक्रिया अंतरिक्ष के निर्वात में एक निरंतर जोर पैदा करती है। पिछले मॉडल बिजली उत्पन्न करने के लिए लगभग विशेष रूप से सौर पैनलों पर निर्भर थे, जिससे सूर्य से बहुत दूर की दूरी पर तेजी लाने की क्षमता सीमित हो गई थी।

प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए संयुक्त इंजीनियरिंग टीमों द्वारा दो साल के गहन कार्य की आवश्यकता थी। जेपीएल के वरिष्ठ अनुसंधान वैज्ञानिक जेम्स पोल्क ने निर्वात कक्ष में प्राप्त परिणामों को गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर बताया। सेंसरों द्वारा कैप्चर किए गए डेटा से संकेत मिलता है कि थ्रस्टर न केवल स्थिर रूप से संचालित होता है, बल्कि मिशन के गणितज्ञों द्वारा डिजाइन किए गए शक्ति स्तर तक भी पहुंचता है। इस जानकारी को एकत्रित करने से उपकरण के और भी बड़े संस्करण बनाने के लिए सटीक पैरामीटर मिलते हैं।

एमपीडी प्रणोदक की अवधारणा 1960 के दशक से अकादमिक हलकों में घूम रही है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोग को गंभीर तकनीकी बाधाओं का सामना करना पड़ा। इस प्रयोग तक अमेरिकी क्षेत्र में इतनी उच्च शक्तियों पर कार्रवाई कभी नहीं हुई थी। इंजन शक्ति स्रोत के रूप में लिथियम का विशिष्ट उपयोग भी एक महत्वपूर्ण नवाचार का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि यह प्रणोदक प्रारूप कभी भी आधिकारिक मिशन पर परिचालन में नहीं आया है। प्रयोगशाला में अवधारणा का सत्यापन मॉडल की व्यवहार्यता के बारे में दशकों की अनिश्चितता को समाप्त करता है।

पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों की तुलना में परिचालन लाभ

रासायनिक से विद्युत प्रणोदन में परिवर्तन अंतरग्रहीय यात्रा की योजना बनाने के लिए पर्याप्त आर्थिक और तार्किक लाभ प्रदान करता है। जेपीएल टीम की गणना से संकेत मिलता है कि वर्तमान में पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को तोड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च-शक्ति रॉकेट की तुलना में विद्युत प्रणालियाँ 90% कम प्रणोदक का उपभोग कर सकती हैं। आवश्यक ईंधन की मात्रा में यह भारी बचत प्रक्षेपण के समय अंतरिक्ष यान के कुल वजन को कम कर देती है। नतीजतन, प्रत्येक मिशन की वित्तीय लागत में तेजी से गिरावट आती है, जिससे भारी पेलोड भेजने की अनुमति मिलती है।

विद्युत प्रणोदन की उड़ान यांत्रिकी एक भौतिक सिद्धांत के तहत काम करती है जो पारंपरिक ईंधन के जलने से अलग है। रासायनिक इंजन नियंत्रित विस्फोट उत्पन्न करते हैं जो तत्काल और हिंसक जोर पैदा करते हैं, जिससे टैंक कुछ ही मिनटों में ख़त्म हो जाते हैं। दूसरी ओर, विद्युत प्रणाली एक केंद्रीय स्रोत से ऊर्जा एकत्र करती है और इसका उपयोग गैस के छोटे अंशों को धीरे-धीरे और निर्बाध रूप से आयनित करने और बाहर निकालने के लिए करती है। यह निरंतर बल निर्वात में महीनों तक गति जमा करता है, अंततः पारंपरिक रॉकेटों की अधिकतम गति को पार कर जाता है।

अंतरिक्ष एजेंसी पहले से ही सौर मंडल में सक्रिय मिशनों पर इस तकनीक के कम शक्तिशाली संस्करणों का उपयोग करती है। नासा की साइकी जांच वर्तमान में इलेक्ट्रिक मोटरों का उपयोग करके 200,000 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक की गति से यात्रा करती है जो एक छोटा लेकिन निरंतर बल लगाती है। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि नए लिथियम एमपीडी थ्रस्टर्स ऑपरेशन में मौजूद मॉडलों की तुलना में काफी बेहतर थ्रस्ट प्रदान करेंगे। इन उच्च-प्रदर्शन इंजनों को कॉम्पैक्ट परमाणु रिएक्टरों के साथ जोड़ना मनुष्यों को मंगल ग्रह पर ले जाने के लिए आवश्यक जीवन समर्थन मॉड्यूल के वजन का समर्थन करने के लिए सबसे व्यवहार्य समाधान के रूप में उभरता है।

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अंतरग्रहीय अन्वेषण के लिए तापीय चुनौतियाँ और लक्ष्य

फरवरी 2026 में परीक्षण की सफलता ने उन तकनीकी बाधाओं को भी उजागर किया जिन्हें इंजीनियरिंग को पहली उड़ान से पहले दूर करने की आवश्यकता होगी। मुख्य चुनौती त्वरण की अवधि के दौरान मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक प्रणाली द्वारा उत्पन्न अत्यधिक गर्मी का प्रबंधन करना है। लगभग 2,800 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए नए धातु और सिरेमिक यौगिकों के निर्माण की आवश्यकता होती है जो बिना पिघले या विकृत हुए थर्मल तनाव को झेलने में सक्षम हों। पर्याप्त रूप से मजबूत सामग्रियों की खोज एजेंसी की प्रयोगशालाओं में अगले वर्षों के अनुसंधान का मार्गदर्शन करेगी।

प्रारंभिक डेटा समेकित होने के साथ, कार्यक्रम निदेशकों ने विकास के अगले दशक के लिए तकनीकी लक्ष्यों की एक नई अनुसूची स्थापित की। उद्देश्य वर्तमान प्रौद्योगिकी को दीर्घकालिक मानवयुक्त यात्रा के लिए आवश्यक मानकों के अनुरूप बनाना है। प्राथमिकताओं में शामिल हैं:

• प्रत्येक थ्रस्टर की क्षमता को 500 किलोवाट से 1 मेगावाट तक बढ़ाएं।
• धातु मिश्र धातुओं का संश्लेषण करें जो 2,800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर संरचनात्मक अखंडता बनाए रखते हैं।
• 23 हजार घंटे से अधिक की अवधि के लिए निर्बाध इंजन संचालन सुनिश्चित करें।
• एक ही स्पेस चेसिस पर एकीकृत कई थ्रस्टर्स के संचालन को सिंक्रनाइज़ करें।
• मंगल ग्रह की यात्रा के दौरान सिस्टम को बिजली देने के लिए सुरक्षित परमाणु ऊर्जा स्रोतों को जोड़ा गया।

अंतरिक्ष मिशन वास्तुकारों ने गणना की है कि लाल ग्रह के लिए जाने वाले एक मानवयुक्त अंतरिक्ष यान को अंतरिक्ष यात्रियों के लिए जैविक रूप से सुरक्षित समय में यात्रा पूरी करने के लिए कुल 2 से 4 मेगावाट ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इस विशाल ऊर्जा मांग को पूरा करने के लिए कई एमपीडी थ्रस्टर्स युक्त एक सरणी की स्थापना की आवश्यकता होगी। इन इंजनों को गहरे अंतरिक्ष में पारगमन के दौरान बाहरी रखरखाव की किसी भी संभावना के बिना, लगभग तीन लगातार वर्षों तक एक साथ और त्रुटिहीन रूप से संचालित करने की आवश्यकता होगी।

परमाणु प्रणोदन कार्यक्रम और एजेंसी की समयरेखा

नासा के प्रशासक जेरेड इसाकमैन ने प्रयोगशाला के परिणामों का पालन किया और इंजन के चालू होने को एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के लिए एक ऐतिहासिक घटना बताया। कार्यकारी ने इस बात पर प्रकाश डाला कि इन बिजली स्तरों पर विद्युत प्रणाली का संचालन संयुक्त राज्य अमेरिका में एक आदर्श बदलाव का प्रतीक है। यह प्रयोग अंतरिक्ष परमाणु प्रणोदन कार्यक्रम का हिस्सा है, जिसे एसएनपी के नाम से जाना जाता है, जो नई पीढ़ी की परिवहन प्रौद्योगिकियों में महारत हासिल करने के सरकार के प्रयासों का समन्वय करता है। इस पहल का उद्देश्य चंद्र कक्षा से परे मानव उपस्थिति के विस्तार के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचे की गारंटी देना है।

इसाकमैन ने दोहराया कि संस्था का दीर्घकालिक ध्यान मंगल ग्रह की सतह पर अमेरिकी दल के आगमन पर केंद्रित है। एजेंसी कई समानांतर परियोजनाओं का संचालन करती है, लेकिन इस खोजपूर्ण छलांग को संभव बनाने के उद्देश्य से रणनीतिक निवेश बनाए रखती है। लिथियम थ्रस्टर का प्रदर्शन अन्वेषण बोर्डों द्वारा स्थापित समयसीमा के भीतर ठोस, मापने योग्य प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। एमपीडी प्रौद्योगिकी के सत्यापन से अंतरग्रहीय परिवहन वाहनों के अंतिम डिजाइन के बारे में अनिश्चितता कम हो जाती है।

नए इंजन के निर्माण को सक्षम बनाने वाला ज्ञान आधार एजेंसी द्वारा संचित दशकों के व्यावहारिक अनुभव से प्राप्त हुआ है। डीप स्पेस-1 और डॉन जांच जैसे अग्रणी मिशनों ने अंतरिक्ष में विद्युत प्रणोदन की पहली पीढ़ियों के लिए परीक्षण मंच के रूप में कार्य किया। जेम्स पोल्क जैसे विशेषज्ञों ने पुराने मॉडलों की डिज़ाइन खामियों को दूर करने के लिए इन रोबोटिक उपग्रहों से सीखे गए सबक को लागू किया है। आयन और प्लाज्मा त्वरण प्रणालियों का निरंतर विकास अब लिथियम प्रोटोटाइप में परिणत होता है, जिससे जहाजों के निर्माण का मार्ग प्रशस्त होता है जो आने वाले दशकों में अंतरग्रहीय अंतरिक्ष को पार करेंगे।