अमेरिकी अंतरिक्ष कार्यक्रम भविष्य के ठिकानों की सुरक्षा के लिए चंद्र मिट्टी पर दहन परीक्षण करेगा

संयुक्त राज्य अमेरिका की अंतरिक्ष एजेंसी 2026 में चंद्रमा की सतह पर नियंत्रित आग पैदा करने पर केंद्रित अभूतपूर्व उपकरण लॉन्च करने की तैयारी कर रही है। प्रायोगिक मॉड्यूल कम गुरुत्वाकर्षण वाले वातावरण में ठोस ईंधन के नमूनों को जलाने के मिशन के साथ प्राकृतिक उपग्रह की यात्रा करेगा। उन्नत सेंसर विस्तृत लौ व्यवहार को रिकॉर्ड करेंगे। यह ऑपरेशन हमारे ग्रह के बाहर आग के प्रसार पर पहला व्यावहारिक डेटा प्रदान करेगा।

यह परियोजना अलौकिक आवासों की इंजीनियरिंग के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दे को हल करने का प्रयास करती है। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के केवल छठे हिस्से के अधीन होने पर थर्मल गतिशीलता में आमूल-चूल परिवर्तन होते हैं। इस भौतिक घटना का मानचित्रण आर्टेमिस कार्यक्रम के कर्मचारियों के लिए सुरक्षा प्रोटोकॉल के निर्माण का मार्गदर्शन करेगा। भविष्य के चंद्र आधारों का डिज़ाइन इन मापों के परिणामों पर निर्भर करता है।

स्वायत्त परीक्षण मॉड्यूल की कार्यप्रणाली

इस प्रयोग को तकनीकी रूप से चंद्रमा पर सामग्रियों की ज्वलनशीलता, या केवल FM2 कहा गया था। मुख्य संरचना में पूरी तरह से सीलबंद दहन कक्ष होता है। यह प्रणाली मानवरहित वाणिज्यिक लैंडर पर सवारी को रोक देगी। यह पहल अमेरिकी एजेंसी के चंद्र कार्गो सेवा कार्यक्रम का हिस्सा है, जो वैज्ञानिक उपकरणों के परिवहन के लिए निजी कंपनियों को अनुबंधित करती है।

उपकरण लैंडिंग के बाद सीधे मानव आदेश की आवश्यकता के बिना पूरे इग्निशन अनुक्रम को निष्पादित करेगा। कक्ष का भली भांति बंद अलगाव बाहरी चंद्र वातावरण से किसी भी प्रकार के संदूषण को रोकता है। इस प्रक्रिया में विभिन्न सामग्रियों के चार नमूनों को क्रमिक रूप से जलाना शामिल है। परीक्षण के लिए प्रत्येक आइटम में एक विशिष्ट घनत्व और रासायनिक संरचना होती है।

सूचना संग्रह संरचना में एम्बेडेड उपकरणों के एक सेट के माध्यम से एक साथ होगा। प्रयोग सेटअप में निम्नलिखित डिवाइस शामिल हैं:

• हाई-स्पीड कैमरों ने आग के विस्तार को दृश्य रूप से रिकॉर्ड करने पर ध्यान केंद्रित किया।
• दहन की तापीय तीव्रता को मापने के लिए कैलिब्रेटेड रेडियोमीटर।
• आंतरिक ऑक्सीजन खपत की निगरानी के लिए समर्पित सेंसर।

यह तकनीकी वास्तुकला आग पर कई मिनट तक निरंतर निगरानी की गारंटी देती है। पृथ्वी पर परवलयिक उड़ानों में किए गए इसी तरह के परीक्षण केवल कुछ सेकंड के माइक्रोग्रैविटी प्रदान करते हैं। चंद्र प्रयोग का विस्तारित समय शोधकर्ताओं के लिए एक पद्धतिगत छलांग का प्रतिनिधित्व करता है। वैज्ञानिक प्रज्वलन और विलुप्त होने के पूरे चक्र का पालन करने में सक्षम होंगे।

कम गुरुत्वाकर्षण में आग की लपटों के भौतिक अंतर

गुरुत्वाकर्षण का बल यह नियम निर्धारित करता है कि आग कैसे जीवित रहती है और पूरे वातावरण में कैसे फैलती है। ज्वाला से उत्पन्न गर्म हवा संवहन के कारण तेजी से पृथ्वी की ओर बढ़ती है। निरंतर गति से एक मसौदा तैयार होता है। यह प्रवाह ताजा ऑक्सीजन को आग के आधार में खींचता है और रासायनिक प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है। वही गतिशीलता गर्मी को नष्ट कर सकती है और आग को अचानक बुझा सकती है।

चंद्रमा की धरती पर भौतिक परिदृश्य में गहरा परिवर्तन होता है। 16% स्थानीय गुरुत्व के कारण गर्म गैसें काफी धीमी गति से बढ़ती हैं। लौ के आधार पर ऑक्सीजन की आपूर्ति अधिक समय तक स्थिर रहती है। यह स्थिरता आग के जीवन चक्र को बदल देती है।

हमारे ग्रह पर सुरक्षित मानी जाने वाली सामग्रियां चंद्र स्थितियों के तहत गंभीर जोखिम पैदा कर सकती हैं। एक पॉलिमर जो पृथ्वी पर कुछ सेकंड में बुझ जाएगा, चंद्रमा पर लंबे समय तक जलने की क्षमता रखता है। मजबूत संवहन की कमी एक सतत दहन क्षेत्र उत्पन्न करती है। विकिरणित ऊष्मा अधिक तीव्रता के साथ निकटवर्ती सतहों तक पहुँचती है।

कक्षीय स्टेशनों पर अनुसंधान का इतिहास

एयरोस्पेस इंजीनियरों ने पहले से ही माइक्रोग्रैविटी वातावरण में आग पर एक मजबूत डेटाबेस जमा कर लिया है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन ने पिछले कुछ वर्षों में 1,500 से अधिक छोटे नियंत्रित इग्निशन की मेजबानी की है। छवियों से पता चला कि गैसों को निर्देशित करने के लिए गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति में आग की लपटें एक गोलाकार आकार अपनाती हैं। जलन सभी दिशाओं में समान रूप से होती है।

कृत्रिम वेंटिलेशन प्रणाली कक्षीय आग के महान इंजन के रूप में कार्य करती है। वायु परिसंचरण में कटौती से आग की लपटों का प्रसार लगभग तुरंत रुक जाता है। ऑक्सीजन प्रवाह के बिना भी सहज शासन अभी भी एक वास्तविक खतरा बना हुआ है। अगर वेंटिलेशन वापस आ जाए तो अंगारे आग को फिर से चालू करने के लिए पर्याप्त गर्मी जमा कर लेते हैं।

सैफायर परियोजना ने इस वैज्ञानिक जांच के एक और महत्वपूर्ण चरण को चिह्नित किया। प्रयोग में बड़ी दरों पर ऐक्रेलिक शीट और कपड़ों को जलाने के लिए डिस्पोजेबल मालवाहक जहाजों का उपयोग किया गया। डेटा ने साबित कर दिया कि कुछ सामग्रियों में हवा के प्रवाह के विरुद्ध आग आगे बढ़ सकती है। कंप्यूटर सिमुलेटर द्वारा बताए गए अनुमान से कहीं अधिक तीव्रता से पतली चादरें जल गईं।

एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के लिए मानकों का अद्यतन

अंतरिक्ष उद्योग अपने सुरक्षा प्रोटोकॉल को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के तहत किए गए परीक्षणों पर आधारित करता है। वर्तमान तकनीकी मानक मनुष्यों से जुड़े मिशनों में उपयोग की जाने वाली वस्तुओं के लिए अनुमोदन मानदंड स्थापित करता है। यह विधि एक ऊर्ध्वाधर नमूने को छह इंच की लौ में उजागर करती है। विश्लेषण मानकीकृत प्रयोगशालाओं में होता है।

यदि आग स्थापित निशान से अधिक हो जाती है या गरमागरम टुकड़े निकलते हैं तो सामग्री परीक्षण में विफल हो जाती है। इस नियम ने पृथ्वी की कक्षा में दशकों के मिशन के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों की रक्षा की। चंद्रमा पर निश्चित वापसी इन मापदंडों की गहन समीक्षा के लिए मजबूर करती है। भौतिकी में परिवर्तन के लिए नए मूल्यांकन मानदंडों की आवश्यकता है।

FM2 मॉड्यूल से निकाले गए नंबर एजेंसी के गणितीय मॉडल को कैलिब्रेट करने में मदद करेंगे। शोधकर्ता जमीन-आधारित परीक्षणों और अंतरिक्ष में अग्नि व्यवहार के बीच एक पुल बनाने की कोशिश कर रहे हैं। आंशिक गुरुत्वाकर्षण को समझने से इंजीनियरिंग पाठ्यपुस्तकों की कमी दूर हो जाती है। नई सीमाएं थर्मल इन्सुलेशन और कपड़ों की पसंद तय करेंगी।

अंतरिक्ष यात्रियों के लिए सुरक्षित आवास का निर्माण

स्थायी ठिकानों की स्थापना के लिए आंतरिक वातावरण के जोखिमों पर पूर्ण नियंत्रण की आवश्यकता होती है। एक सीलबंद मॉड्यूल के अंदर लगी आग अंतरिक्ष दल के लिए सबसे बुरे खतरों में से एक है। आवासों का कृत्रिम वातावरण कड़ाई से नियंत्रित ऑक्सीजन सांद्रता को बनाए रखता है। गैस मिश्रण में कोई भी बदलाव स्थान के ज्वलनशीलता स्तर को प्रभावित करता है।

आर्टेमिस कार्यक्रम के अगले चरणों में सतह पर टीमों का समय बढ़ जाएगा। मिशन की लंबी अवधि से विद्युत पैनलों में शॉर्ट सर्किट के साथ दुर्घटनाओं की संभावना बढ़ जाती है। निर्माण सामग्री का सही चयन मुख्य रक्षा बाधा के रूप में कार्य करता है। संरचनात्मक रोकथाम जटिल अग्निशमन प्रणालियों की आवश्यकता को समाप्त कर देती है।

ग्लेन और जॉनसन केंद्रों के विशेषज्ञ उपकरण के तकनीकी विकास का नेतृत्व करते हैं। केस वेस्टर्न रिज़र्व यूनिवर्सिटी कच्चे डेटा के प्रसंस्करण के साथ कंसोर्टियम में कार्य करती है। चार चंद्र नमूनों के जलने के समाप्त होने के तुरंत बाद टेलीमेट्री पैकेज पृथ्वी पर आ जाएंगे। इस जानकारी का क्रॉस-रेफ़रेंसिंग संपूर्ण अंतरिक्ष उद्योग आपूर्ति श्रृंखला के लिए विनिर्माण नियमों को परिभाषित करेगा।