একটি সৌর পাল একটি নক্ষত্র দ্বারা নির্গত আলো এবং উচ্চ-বেগ গ্যাসের (যাকে সৌর আলোর চাপও বলা হয়) চাপ ব্যবহার করে একটি মহাকাশযানকে চালিত করার একটি উপায়। আসুন এর ডিভাইসটি আরও ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
একটি পাল ব্যবহার করা মানে বর্ধিত আয়ুষ্কালের সাথে কম খরচে মহাকাশ ভ্রমণ। অনেক চলমান যন্ত্রাংশের অভাবের কারণে, সেইসাথে প্রপেলান্ট ব্যবহার করার প্রয়োজনীয়তার কারণে, এই ধরনের একটি জাহাজ সম্ভাব্যভাবে পেলোড সরবরাহের জন্য পুনরায় ব্যবহারযোগ্য। হালকা বা ফোটন পাল নামগুলিও কখনও কখনও ব্যবহৃত হয়৷
ধারণার গল্প
জোহানেস কেপলার একবার লক্ষ্য করেছিলেন যে একটি ধূমকেতুর লেজ সূর্য থেকে দূরে দেখায়, এবং পরামর্শ দিয়েছিলেন যে এটি সেই তারা যা এই প্রভাব তৈরি করে। 1610 সালে গ্যালিলিওকে একটি চিঠিতে তিনি লিখেছিলেন: "সৌর বাতাসের সাথে অভিযোজিত একটি পাল সহ জাহাজটি সরবরাহ করুন এবং সেখানে যারা এই শূন্যতা অন্বেষণ করার সাহস করবে।" সম্ভবত, এই শব্দগুলির সাথে, তিনি "ধূমকেতুর লেজ" এর ঘটনাটিকে অবিকল উল্লেখ করেছিলেন, যদিও এই বিষয়ে প্রকাশনাগুলি বেশ কয়েক বছর পরে প্রকাশিত হয়েছিল৷
জেমস কে. ম্যাক্সওয়েল XIX শতাব্দীর 60-এর দশকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের তত্ত্ব প্রকাশ করেন এবংবিকিরণ, যেখানে তিনি দেখিয়েছিলেন যে আলোর গতি আছে এবং এইভাবে বস্তুর উপর চাপ প্রয়োগ করতে পারে। ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলি হালকা চাপের গতির জন্য তাত্ত্বিক ভিত্তি প্রদান করে। অতএব, 1864 সালের প্রথম দিকে, পদার্থবিজ্ঞান সম্প্রদায়ের মধ্যে এবং বাইরে এটি পরিচিত ছিল যে সূর্যালোক একটি আবেগ বহন করে যা বস্তুর উপর চাপ দেয়।
প্রথম, পাইটর লেবেদেভ পরীক্ষামূলকভাবে 1899 সালে আলোর চাপ প্রদর্শন করেন এবং তারপরে আর্নেস্ট নিকোলস এবং গর্ডন হুল 1901 সালে নিকোলস রেডিওমিটার ব্যবহার করে একই ধরনের স্বাধীন পরীক্ষা পরিচালনা করেন।
আলবার্ট আইনস্টাইন ভর এবং শক্তির সমতাকে স্বীকৃতি দিয়ে একটি ভিন্ন সূত্র প্রবর্তন করেছিলেন। এখন আমরা শুধু p=E/c লিখতে পারি ভরবেগ, শক্তি এবং আলোর গতির মধ্যে অনুপাত হিসেবে।
Svante Arrhenius 1908 সালে আন্তঃনাক্ষত্রিক দূরত্বের উপর জীবন্ত স্পোর বহনকারী সৌর বিকিরণ থেকে চাপের সম্ভাবনা এবং ফলস্বরূপ, প্যানস্পার্মিয়ার ধারণার ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন। তিনিই প্রথম বিজ্ঞানী যিনি দাবি করেন যে আলো তারার মধ্যে বস্তুকে স্থানান্তর করতে পারে।
ফ্রেডরিখ জান্ডার সৌর পালটির প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ সহ একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন। তিনি "মহাজাগতিক গতি অর্জনের জন্য আয়নার বিশাল এবং খুব পাতলা শীট ব্যবহার" এবং "সূর্যের আলোর চাপ" সম্পর্কে লিখেছেন।
এই প্রযুক্তির বিকাশের প্রথম আনুষ্ঠানিক প্রকল্পগুলি 1976 সালে জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরিতে হ্যালির ধূমকেতুর সাথে একটি প্রস্তাবিত মিলন মিশনের জন্য শুরু হয়েছিল৷
একটি সৌর পাল কীভাবে কাজ করে
আলো গ্রহের কক্ষপথে বা ভিতরে থাকা সমস্ত যানকে প্রভাবিত করে৷আন্তঃগ্রহের স্থান। উদাহরণস্বরূপ, মঙ্গল গ্রহের জন্য আবদ্ধ একটি প্রচলিত মহাকাশযান সূর্য থেকে 1,000 কিলোমিটারেরও বেশি দূরে থাকবে। এই প্রভাবগুলি 1960-এর দশকে প্রথম আন্তঃগ্রহীয় মহাকাশযানের পর থেকে মহাকাশ ভ্রমণের ট্র্যাজেক্টরি পরিকল্পনায় ফ্যাক্টর করা হয়েছে। বিকিরণ গাড়ির অবস্থানকেও প্রভাবিত করে এবং এই ফ্যাক্টরটি অবশ্যই জাহাজের নকশায় বিবেচনায় নেওয়া উচিত। সৌর পালের বল 1 নিউটন বা তার কম।
এই প্রযুক্তির ব্যবহার আন্তঃনাক্ষত্রিক কক্ষপথে সুবিধাজনক, যেখানে যেকোনো কাজ কম গতিতে করা হয়। হালকা পালের বল ভেক্টর সূর্যের রেখা বরাবর ভিত্তিক, যা কক্ষপথের শক্তি এবং কৌণিক ভরবেগ বাড়ায়, যার ফলে জাহাজটি সূর্য থেকে আরও দূরে সরে যায়। কক্ষপথের প্রবণতা পরিবর্তন করতে, বল ভেক্টরটি বেগ ভেক্টরের সমতলের বাইরে থাকে।
পজিশন কন্ট্রোল
মহাবিশ্বের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করার সময় কাঙ্খিত অবস্থানে পৌঁছাতে এবং পরিবর্তন করতে একটি মহাকাশযানের মনোভাব নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা (ACS) প্রয়োজন। যন্ত্রের সেট অবস্থান খুব ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হয়, প্রায়শই আন্তঃগ্রহীয় স্থানে প্রতিদিন এক ডিগ্রির কম হয়। এই প্রক্রিয়াটি গ্রহের কক্ষপথে অনেক দ্রুত ঘটে। একটি সৌর পাল ব্যবহার করে একটি যানবাহনের নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অবশ্যই সমস্ত অভিযোজন প্রয়োজনীয়তা পূরণ করবে৷
নিয়ন্ত্রণ জাহাজের চাপের কেন্দ্র এবং এর ভর কেন্দ্রের মধ্যে একটি আপেক্ষিক পরিবর্তনের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। এটি নিয়ন্ত্রণ ভেন, পৃথক পাল সরানো, একটি নিয়ন্ত্রণ ভর সরানো বা প্রতিফলিত পরিবর্তনের মাধ্যমে অর্জন করা যেতে পারেক্ষমতা।
স্থায়ী অবস্থানের জন্য ACS-এর প্রয়োজন শূন্যে নেট টর্ক বজায় রাখতে। পালটির শক্তির মুহূর্ত গতিপথ বরাবর ধ্রুবক নয়। সূর্য এবং কোণ থেকে দূরত্বের সাথে পরিবর্তন, যা পালটির খাদকে সংশোধন করে এবং সহায়ক কাঠামোর কিছু উপাদানকে বিচ্যুত করে, যার ফলে বল এবং টর্কের পরিবর্তন হয়।
নিষেধাজ্ঞা
সৌর পাল পৃথিবী থেকে 800 কিলোমিটারের কম উচ্চতায় কাজ করতে সক্ষম হবে না, কারণ এই দূরত্ব পর্যন্ত বায়ু প্রতিরোধের শক্তি হালকা চাপ বলকে ছাড়িয়ে যায়। অর্থাৎ, সৌর চাপের প্রভাব দুর্বলভাবে লক্ষণীয় এবং এটি কেবল কাজ করবে না। পালতোলা জাহাজের ঘোরার হার অবশ্যই কক্ষপথের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে, যা সাধারণত স্পিনিং ডিস্ক কনফিগারেশনের জন্য একটি সমস্যা।
অপারেটিং তাপমাত্রা সৌর দূরত্ব, কোণ, প্রতিফলন এবং সামনে এবং পিছনের রেডিয়েটারের উপর নির্ভর করে। পালটি শুধুমাত্র সেখানে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে তাপমাত্রা তার উপাদান সীমার মধ্যে রাখা হয়। এটি সাধারণত সূর্যের মোটামুটি কাছাকাছি ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রায় 0.25 AU, যদি জাহাজটি সাবধানে এই অবস্থার জন্য ডিজাইন করা হয়।
কনফিগারেশন
এরিক ড্রেক্সলার একটি বিশেষ উপাদান থেকে একটি প্রোটোটাইপ সোলার পাল তৈরি করেছেন। এটি 30 থেকে 100 ন্যানোমিটার পুরুত্ব সহ পাতলা অ্যালুমিনিয়াম ফিল্মের একটি প্যানেল সহ একটি ফ্রেম। পাল ঘোরে এবং ক্রমাগত চাপের মধ্যে থাকতে হবে। এই ধরনের কাঠামো প্রতি ইউনিট ভর একটি উচ্চ এলাকা আছে এবং তাইত্বরণ "পঞ্চাশ গুণ দ্রুত" স্থাপনযোগ্য প্লাস্টিকের ফিল্মের উপর ভিত্তি করে। এটি একটি বর্গাকার পাল যার মাস্ট এবং পালটির অন্ধকার দিকে জোড়া লাইন রয়েছে। চারটি ছেদকারী মাস্তুল এবং একটি তারকে ধরে রাখার জন্য কেন্দ্রে লম্ব।
ইলেক্ট্রনিক ডিজাইন
পেক্কা জানহুনেন বৈদ্যুতিক পাল আবিষ্কার করেন। যান্ত্রিকভাবে, ঐতিহ্যগত আলোর নকশার সাথে এর সামান্য মিল রয়েছে। জাহাজের চারপাশে র্যাডিয়ালি সাজানো সোজা পরিবাহী তারের (তার) দ্বারা পাল প্রতিস্থাপিত হয়। তারা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। এটি পার্শ্ববর্তী সৌর বায়ুর প্লাজমাতে কয়েক দশ মিটার প্রসারিত করে। সৌর ইলেকট্রন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা প্রতিফলিত হয় (প্রথাগত সৌর পালের ফোটনের মতো)। তারের বৈদ্যুতিক চার্জ নিয়ন্ত্রিত করে জাহাজটিকে চালিত করা যায়। বৈদ্যুতিক পালটিতে 50-100টি সোজা তার থাকে, প্রায় 20 কিমি দীর্ঘ।
এটি কি দিয়ে তৈরি?
ড্রেক্সলারের সৌর পালের জন্য তৈরি উপাদানটি একটি পাতলা অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম 0.1 মাইক্রোমিটার পুরু। প্রত্যাশিত হিসাবে, এটি মহাকাশে ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট শক্তি এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদর্শন করেছে, তবে ভাঁজ, লঞ্চ এবং স্থাপনার জন্য নয়৷
আধুনিক ডিজাইনের সবচেয়ে সাধারণ উপাদান হল অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম "ক্যাপটন" 2 মাইক্রন আকারের। এটি সূর্যের কাছাকাছি উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ করে এবং যথেষ্ট শক্তিশালী।
কিছু তাত্ত্বিক ছিলন্যানোটিউব ফ্যাব্রিক গ্রিডের উপর ভিত্তি করে একটি উন্নত, শক্তিশালী, অতি-হালকা পাল তৈরি করতে আণবিক উত্পাদন কৌশল প্রয়োগ করার বিষয়ে জল্পনা যেখানে বোনা "ফাঁক" আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অর্ধেকেরও কম। এই জাতীয় উপাদান শুধুমাত্র পরীক্ষাগারে তৈরি করা হয়েছিল, এবং শিল্প স্কেলে উত্পাদনের উপায়গুলি এখনও উপলব্ধ নয়৷
আলোর পাল আন্তঃনাক্ষত্রিক ভ্রমণের জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনার সূচনা করে। অবশ্যই, এমন অনেক প্রশ্ন এবং সমস্যার মুখোমুখি হতে হবে যা মহাবিশ্বের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করার আগে এমন একটি মহাকাশযানের নকশা মানবজাতির জন্য একটি সাধারণ জিনিস হয়ে উঠেছে।
