विक्रम साराभाई अंतरिक्ष केंद्र और भारतीय अंतरिक्ष विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान के शोधकर्ताओं ने 4 दशकों के कक्षीय रिकॉर्ड का विश्लेषण किया और पाया कि बढ़ी हुई सौर गतिविधि की अवधि पृथ्वी के वायुमंडल में अंतरिक्ष मलबे के पुन: प्रवेश को तेज करती है। फ्रंटियर्स इन एस्ट्रोनॉमी एंड स्पेस साइंसेज जर्नल में प्रकाशित अध्ययन में लगातार 4 सौर चक्रों में लगभग 40 वर्षों में 17 अंतरिक्ष वस्तुओं को ट्रैक किया गया। यह खोज ऐसे समय में प्रासंगिक है जब पृथ्वी की निचली कक्षा में उपग्रहों और निष्क्रिय वस्तुओं की बढ़ती भीड़ का सामना करना पड़ रहा है।
शोधकर्ताओं के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि सूर्य कम-पृथ्वी की कक्षा को साफ करने में पहले की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पिछले कार्य ने कक्षीय क्षय को सौर स्थितियों में परिवर्तन से जोड़ा है, लेकिन यह अभिनव अध्ययन संचालन की छोटी अवधि के बजाय मलबे के दीर्घकालिक व्यवहार पर केंद्रित है। अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण (ईयूवी) अनुसंधान में पहचाने गए सबसे मजबूत प्रभावकारक के रूप में उभरा है।
अवलोकन अवधि और वस्तुओं का चयन
शोधकर्ताओं ने उत्तरी अमेरिकी एयरोस्पेस डिफेंस कमांड (NORAD) द्वारा बनाए गए स्पेस-ट्रैक कैटलॉग से ली गई 95 उम्मीदवार वस्तुओं के साथ शुरुआत की। विस्तारित विश्लेषण के लिए उपयुक्त मलबे तक नमूने को सीमित करने के बाद, उन्होंने विस्तृत निगरानी के लिए 17 वस्तुओं का चयन किया। उनमें से एक्सप्लोरर 7 था, जो कैटलॉग के सबसे पुराने रिकॉर्डों में से एक था, जिसे 22 नंबर से पहचाना गया था।
सक्रिय उपग्रहों के स्थान पर मलबे का चयन जानबूझकर किया गया था। मलबा प्राकृतिक कक्षीय क्षय का अध्ययन करने का एक अधिक विश्वसनीय तरीका प्रदान करता है, क्योंकि कार्यशील उपग्रह अक्सर ऑनबोर्ड सिस्टम के माध्यम से वायुमंडलीय प्रभावों को बेअसर करते हैं। इससे वैज्ञानिकों को पुनः प्रवेश प्रक्रिया पर सौर विविधताओं के प्रत्यक्ष प्रभाव को अलग करने की अनुमति मिली।
सौर चक्र कक्षा को कैसे प्रभावित करते हैं
सौर चक्र परिवर्तनशील सौर गतिविधि की अवधि है जो लगभग हर 11 साल में एक अधिकतम से अगले तक होती है। सक्रिय चरणों के दौरान, सौर धब्बों की संख्या बढ़ जाती है और सौर उत्सर्जन तेज हो जाता है, जिससे पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल का विस्तार होता है। यह विस्तार कक्षीय मलबे पर वायुमंडलीय खिंचाव को बढ़ाता है।
अवलोकन अवधि ने सौर चक्र 22, 23, 24 को कवर किया और चक्र 25 तक पहुंच गया। शोधकर्ताओं ने ट्रैक किया कि प्रत्येक चक्र ने 17 चयनित वस्तुओं के प्रक्षेपवक्र को कैसे प्रभावित किया। डेटा से एक सतत पैटर्न का पता चला: सौर गतिविधि के चरम के दौरान, कक्षीय क्षय में काफी तेजी आई।
मुख्य तंत्र के रूप में अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण
अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण (ईयूवी) कक्षीय क्षय को तेज करने में प्रमुख प्रभावकारक के रूप में सामने आया। यद्यपि उपग्रह ड्रैग पर सौर गतिविधि के प्रभाव को लंबे समय से पहचाना गया है, लेकिन अंतरिक्ष मलबे के कक्षीय क्षरण में इसकी दीर्घकालिक भूमिका अपर्याप्त रूप से खोजी गई है। इस अध्ययन ने इस रिश्ते को अभूतपूर्व सटीकता के साथ निर्धारित किया।
शोधकर्ताओं ने देखा कि ईयूवी विकिरण ऊपरी थर्मोस्फीयर को गर्म करता है, जिससे वायुमंडल का महत्वपूर्ण विस्तार होता है। इस विस्तार से मलबे पर वायुगतिकीय खिंचाव बढ़ जाता है, जिससे उसका गिरना तेज हो जाता है। विश्लेषण किए गए 4 सौर चक्रों में ईयूवी विकिरण की चोटियों और त्वरित पुनः प्रवेश दरों के बीच संबंध सुसंगत था।
अंतरिक्ष के भविष्य के लिए निहितार्थ
लगभग 40 वर्षों में एकत्र किया गया डेटा कक्षीय मलबे की दीर्घकालिक गतिशीलता को समझने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है। अंतरिक्ष क्षेत्र के तेजी से विस्तार और अंतरिक्ष मलबे की आबादी की तेजी से वृद्धि ने उन कारकों को समझना आवश्यक बना दिया है जो कक्षीय क्षय को प्रेरित करते हैं। वाणिज्यिक उपग्रह, पुराने मिशनों के टुकड़े और कक्षीय टकराव से निकले मलबे से मलबे के गिरने का खतरा बढ़ जाता है।
अध्ययन से पता चलता है कि सौर प्रभाव कम पृथ्वी कक्षा के लिए एक प्राकृतिक सफाई तंत्र प्रदान करता है। हालाँकि, यह प्रक्रिया सौर चक्रों पर निर्भर करती है और नियंत्रणीय नहीं है। इस संबंध को समझने से अंतरिक्ष एजेंसियों को कक्षा में मलबे के स्थायित्व के बारे में अधिक सटीक अनुमान लगाने की अनुमति मिलती है।
डेटा और कार्यप्रणाली का अध्ययन करें
- 17 अंतरिक्ष वस्तुओं की निगरानी की गई
- विश्लेषण अवधि: लगभग 40 वर्ष
- सौर चक्रों का विश्लेषण: 22, 23, 24 और 25
- डेटा स्रोत: NORAD स्पेस-ट्रैक कैटलॉग
- मुख्य तंत्र की पहचान की गई: अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण
- सौर चक्र अंतराल: लगभग 11 वर्ष प्रत्येक