रिकॉर्ड-पावर इलेक्ट्रिक थ्रस्टर मंगल को वास्तविकता के करीब लाता है

नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) की एक टीम ने, प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और क्लीवलैंड में ग्लेन सेंटर के शोधकर्ताओं के साथ साझेदारी में, संयुक्त राज्य अमेरिका में पहले परीक्षण किए गए किसी भी परीक्षण की तुलना में 25 गुना अधिक शक्तिशाली प्रोटोटाइप इलेक्ट्रिक थ्रस्टर को सफलतापूर्वक फायर किया है। मैग्नेटोप्लाज्माडायनामिक (एमपीडी) प्रणाली 120 किलोवाट तक पहुंचने वाले बिजली के स्तर पर संचालित होती है, जो एजेंसी के अंतरिक्ष यान पर वर्तमान में चल रहे सभी इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स को पार करती है। यह प्रगति मंगल ग्रह पर भविष्य के मानव मिशन की दिशा में एक निर्णायक कदम है।

परीक्षण फरवरी 2026 में जेपीएल के कंडेंसेबल मेटल प्रोपेलेंट (सीओएमईटी) वैक्यूम सुविधा में हुआ, जो एक अद्वितीय राष्ट्रीय प्रयोगशाला है जो धातु वाष्प प्रोपेलेंट का उपयोग करके सिस्टम का सुरक्षित परीक्षण करने में सक्षम है। प्रोटोटाइप ने प्रणोदक के रूप में लिथियम धातु वाष्प का उपयोग किया और पांच प्रज्वलन के दौरान टंगस्टन इलेक्ट्रोड पर तापमान 2,800 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुंच गया।

ऐसी तकनीक जो उम्मीदों से बढ़कर काम करती है

एमपीडी थ्रस्टर एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करने और विद्युत चुम्बकीय रूप से लिथियम प्लाज्मा को तेज करने के लिए उच्च विद्युत धाराओं का उपयोग करके पारंपरिक विद्युत प्रणालियों से भिन्न होता है। यह नवोन्मेषी दृष्टिकोण इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स की पिछली पीढ़ियों की तरह सौर ऊर्जा पर विशेष रूप से निर्भर हुए बिना, महत्वपूर्ण और निरंतर जोर उत्पन्न करता है।

जेपीएल के वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक जेम्स पोल्क ने परिणाम के महत्व पर प्रकाश डाला। “हमने न केवल दिखाया कि प्रणोदक काम करता है, बल्कि हमने लक्ष्य के रूप में प्राप्त शक्ति स्तर भी हासिल किया।” एकत्र किया गया डेटा शोधकर्ताओं को उत्पादन बढ़ाने की चुनौतियों का सामना करने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है। प्रोटोटाइप के निर्माण और डिज़ाइन पर दो साल का गहन काम हुआ।

एमपीडी तकनीक नई नहीं है. शोधकर्ता 1960 के दशक से इसका अध्ययन कर रहे हैं लेकिन संयुक्त राज्य अमेरिका में कभी भी इतनी उच्च शक्तियों पर इसका संचालन नहीं किया गया है। विकास का एक महत्वपूर्ण पहलू यह था कि लिथियम-संचालित प्रणोदक ने इन परीक्षणों से पहले “कभी भी परिचालन रूप से उड़ान नहीं भरी”, जिससे यह एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के लिए एक वास्तविक मील का पत्थर बन गया।

पारंपरिक रॉकेटों की तुलना में क्रांतिकारी दक्षता

पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों की तुलना में इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स पर्याप्त आर्थिक और तकनीकी लाभ प्रदान करते हैं। जेपीएल टीम के अनुसार, ये प्रणालियाँ पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बचने के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च-शक्ति रॉकेटों की तुलना में 90% कम प्रणोदक का उपयोग कर सकती हैं। ईंधन की खपत में यह भारी कमी अंतरिक्ष अभियानों की लागत को काफी कम कर देती है।

विद्युत प्रणोदन रासायनिक इंजनों की तुलना में मौलिक रूप से भिन्न सिद्धांत पर काम करता है। तत्काल जोर उत्पन्न करने के लिए ईंधन जलाने के बजाय, यह ऊर्जा एकत्र करता है और इसका उपयोग छोटी मात्रा में आयनित प्रणोदक को तेज करने के लिए करता है। गैस का यह धीमा, निरंतर निष्कासन एक लगातार जोर पैदा करता है, जो पर्याप्त समय दिए जाने पर, पारंपरिक रॉकेटों की तुलना में कहीं अधिक गति तक पहुंच जाता है। नासा का साइकी अंतरिक्ष यान, जो कम शक्तिशाली इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स से सुसज्जित है, पहले ही एक छोटे लेकिन निरंतर बल का उपयोग करके 200,000 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक की यात्रा करके इस क्षमता का प्रदर्शन कर चुका है।

शोधकर्ताओं का कहना है कि लिथियम-संचालित एमपीडी थ्रस्टर्स में उच्च शक्ति स्तर पर काम करने, उल्लेखनीय दक्षता के साथ प्रणोदक का उपयोग करने और आज चल रहे सिस्टम की तुलना में काफी अधिक जोर प्रदान करने की क्षमता है। परमाणु ऊर्जा स्रोत के साथ मिलकर, ये थ्रस्टर्स अंतरिक्ष यान के लॉन्च द्रव्यमान को कम कर सकते हैं और मनुष्यों को मंगल ग्रह पर ले जाने के लिए आवश्यक पेलोड को बनाए रख सकते हैं।

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तकनीकी चुनौतियाँ और अगले चरण

टीम ने एक महत्वपूर्ण बाधा की पहचान की: ऑपरेशन के दौरान एमपीडी थ्रस्टर्स द्वारा उत्सर्जित उच्च तापमान के लिए थर्मल चरम सीमा को झेलने में सक्षम घटकों की आवश्यकता होती है। विकास के आने वाले वर्षों में उपयुक्त मजबूत सामग्री उपलब्ध कराना “एक महत्वपूर्ण चुनौती” होगी।

शोधकर्ताओं ने महत्वाकांक्षी नए लक्ष्य निर्धारित किए:

• प्रति प्रोपेलर 500 किलोवाट और 1 मेगावाट के बीच शक्ति प्राप्त करें
• ऐसी सामग्रियां विकसित करें जो 2,800 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान का सामना कर सकें
• 23 हजार घंटे से अधिक समय तक निरंतर संचालन सुनिश्चित करें
• एकाधिक थ्रस्टरों को एक ही अंतरिक्ष यान में एकीकृत करें
• मंगल ग्रह पर मिशन के लिए परमाणु ऊर्जा स्रोतों को शामिल करें

मंगल ग्रह पर एक मानवयुक्त मिशन को व्यवहार्य समय में ग्रह तक पहुंचने के लिए 2 से 4 मेगावाट ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इस मांग को पूरा करने के लिए, अंतिम अंतरिक्ष यान कई एमपीडी थ्रस्टर्स को शामिल कर सकता है जो लगभग तीन वर्षों तक बिना किसी रुकावट के 23 हजार घंटे से अधिक समय तक एक साथ काम कर सकते हैं।

रणनीतिक प्राथमिकता के रूप में स्थान देना

नासा के प्रशासक जेरेड इसाकमैन ने परीक्षण को ऐतिहासिक “पहला” बताया। उन्होंने कहा, “संयुक्त राज्य अमेरिका में यह पहली बार है कि कोई विद्युत प्रणोदन प्रणाली इतने उच्च शक्ति स्तर पर संचालित हुई है।” परीक्षण एजेंसी के स्पेस न्यूक्लियर प्रोपल्शन (एसएनपी) कार्यक्रम का हिस्सा है, एक पहल जो भविष्य के मिशनों के लिए उन्नत प्रौद्योगिकियों की खोज को समेकित करती है।

इसाकमैन ने मंगल ग्रह पर एक अमेरिकी अंतरिक्ष यात्री को भेजने के दीर्घकालिक लक्ष्य के प्रति नासा की प्रतिबद्धता की पुष्टि की। “नासा में, हम एक साथ कई चीजों पर काम कर रहे हैं और मंगल ग्रह पर हमारी नजर नहीं गई है। हम रणनीतिक निवेश करना जारी रखेंगे जो इस अगली बड़ी छलांग को आगे बढ़ाएगा।” सफल परीक्षण इस महत्वाकांक्षी लक्ष्य की दिशा में “वास्तविक प्रगति” दर्शाता है।

नासा में विद्युत प्रणोदन का इतिहास डॉन और डीप स्पेस-1 मिशनों से जुड़ा है, जहां जेम्स पोल्क जैसे शोधकर्ताओं ने प्रणोदन प्रणालियों में ज्ञान लागू किया था। उस अनुभव ने अब परीक्षण किए जा रहे लिथियम-संचालित एमपीडी थ्रस्टर्स के विकास के लिए आवश्यक तकनीकी आधार प्रदान किया।