एक अंतरिक्ष मिशन किसी भी क्षण क्यों नहीं उड़ सकता: लॉन्च विंडो क्या है?

स्पेसशिप को किसी भी समय लॉन्च क्यों नहीं किया जा सकता है? लॉन्च पैड क्या है? यह सब आप हमारे लेख से सीखेंगे।

आर्टेमिस I मिशन

मानव जाति के लिए आर्टेमिस I मिशन के महत्व की तुलना अक्सर 8 में अपोलो 1968 की उड़ान से की जाती है, जब मनुष्य इतिहास में पहली बार चंद्रमा की कक्षा तक पहुंचने में सक्षम था। लेकिन उस समय, चंद्रमा की एक सफल उड़ान, सबसे पहले, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूएसएसआर के बीच राजनीतिक और तकनीकी टकराव में जीत मानी जाती थी, विज्ञान पृष्ठभूमि में था। बेशक, "अपोलो" कार्यक्रम एक बड़ी सफलता थी, क्योंकि एक व्यक्ति जिसने कुछ दशक पहले पहले विमान पर पृथ्वी छोड़ दी थी, उसने पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण पर काबू पा लिया और खुद को एक अन्य खगोलीय पिंड की कक्षा में पाया।

उस समय आर्थिक घटक की लगभग कोई बात नहीं हुई थी। लेकिन छह दशक बाद, चंद्र संसाधनों की खोज के आर्थिक लाभ ही हैं जो मनुष्य को चंद्रमा पर "वापस" करने के लिए प्रेरित करते हैं। यदि इस तरह के मिशनों का एकमात्र कारण चंद्रमा की सतह पर अपने देश का झंडा लगाना था, जो निश्चित रूप से, पहले तो लोग इसे इस तरह समझ सकते थे, मुझे आश्चर्य है कि क्या अब इतने बड़े संसाधन शामिल होंगे। आखिरकार, अब पृथ्वी पर बहुत अधिक गंभीर समस्याएं हैं। लेकिन अंतरिक्ष की दौड़ जारी है, और यहां फायदे बहुत महत्वपूर्ण होंगे, जिनमें आर्थिक भी शामिल हैं।

यानी 29 अगस्त को आर्टेमिस I मिशन के प्रक्षेपण को रद्द करने से आर्थिक और वित्तीय नुकसान होता है। ऐसा लगता है कि उन्होंने 29 को लॉन्च नहीं किया, तो वे इसे 30 या 31 अगस्त को लॉन्च कर सकते थे, लेकिन उन्होंने इसे 3 सितंबर तक के लिए टाल दिया। मुझे यकीन है कि आप में से बहुत से लोग यह नहीं समझ पा रहे हैं कि इस विशेष तिथि को क्यों चुना गया। वे कुछ शुरुआती विंडो के बारे में बात कर रहे हैं, लॉन्च के लिए अनुकूल परिस्थितियों के बारे में। आइए इसका पता लगाते हैं।

यह भी पढ़ें: मानवयुक्त अंतरिक्ष मिशन: पृथ्वी पर वापसी अभी भी एक समस्या क्यों है?

मिशन की शुरुआत की तारीख के संबंध में सख्त आवश्यकताएं

प्रश्न में लॉन्च विंडो प्रकृति और तकनीकी सीमाओं द्वारा लगाई गई एक शर्त है, एक ऐसी स्थिति जिसे प्रत्येक अंतरिक्ष वस्तु के प्रक्षेपण के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए। हवाई जहाजों के लिए, एक प्रस्थान खिड़की ज्यादातर वैकल्पिक होती है, लेकिन भारी हवाई यातायात के कारण, वे एक निश्चित समय पर, यानी शेड्यूल के अनुसार उड़ान भी भरते हैं। यदि ऐसा कोई प्रतिबंध नहीं होता, तो विमान जब चाहे उड़ान भर सकता था और उतर सकता था। लेकिन हवाई क्षेत्र में उड़ानें व्यवस्थित होनी चाहिए। यह केवल पृथ्वी के हवाई क्षेत्र पर लागू होता है, जहां दशकों से नागरिक उड्डयन के लिए सशर्त हवाई गलियारे रखे गए हैं।

एक अंतरिक्ष यान ले जाने वाला रॉकेट सैद्धांतिक रूप से भी ऐसा कर सकता है, लेकिन ईंधन की सीमित आपूर्ति इसे रोकती है। वही जिसके माध्यम से हाँ पृथ्वी पर लौटना मुश्किल है. अभी के लिए, हम सावधानीपूर्वक गणना किए गए प्रक्षेपवक्र पर तभी उड़ सकते हैं जब हम पृथ्वी के साथ ग्रहों या चंद्रमा की स्थिति का मिलान कर सकें। किसी भी विचलन के लिए अतिरिक्त ईंधन भंडार की आवश्यकता होती है, लेकिन अंतरिक्ष में उन्हें आर्केड गेम में बोनस की तरह एकत्र नहीं किया जा सकता है।

यही कारण है कि अब तक मंगल की उड़ानें दो साल के अंतराल पर ही होती हैं, जब किसी जांच या अन्य उपकरण के पथ के अंत में इसकी स्थिति कार्यों के प्रदर्शन के लिए अनुकूल होगी। सौर मंडल की सीमाओं से परे जाने वाले मिशनों के मामले में, उड़ान प्रक्षेपवक्र बहुत अधिक जटिल हो सकते हैं, क्योंकि नियोजित उड़ान पथ पर अन्य ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, वोयाजर की सौर मंडल की सीमाओं तक उड़ान के दौरान, शुक्र के गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण को ध्यान में रखा गया था, और न्यू होराइजन्स जहाज इसी तरह बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित था। क्योंकि ईंधन अभी भी अंतरिक्ष में एक दुर्लभ संसाधन है, और इसके दहन पर आधारित इंजन प्रौद्योगिकियां अभी भी बहुत आदिम हैं। हां, कोई अंतरिक्ष पैनलों का उल्लेख करेगा जो जांच को स्वयं को आगे बढ़ाने के लिए ब्रह्मांडीय हवा का उपयोग करने में मदद करते हैं, लेकिन यह जांच है, अंतरिक्ष यान नहीं, जिसे कक्षा में जाने और पृथ्वी पर वापस जाने के लिए ईंधन की आवश्यकता होती है। और आपको इसकी बहुत जरूरत है।

यह भी दिलचस्प:

• तारे क्यों टिमटिमाते हैं?
• अंतरिक्ष यान 20वीं सदी के प्रोसेसर से लैस क्यों हैं

स्टार्टअप के लिए लॉन्चपैड क्या हैं?

कल्पना कीजिए कि आप एक एथलेटिक्स स्टेडियम के केंद्र में हैं और आप ट्रेडमिल पर दौड़ने वाले एथलीटों में से एक से मिलना चाहते हैं। हम उसे पकड़ने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन इसके लिए हमें उससे तेज दौड़ने की जरूरत है, और हम बहुत सारी ऊर्जा खर्च करेंगे। यह गणना करना अधिक उचित है कि धावक कब सबसे लाभप्रद स्थिति में होगा, ताकि उसे रोका जा सके और सही समय पर उससे मिलने जा सके। गणना सटीक होनी चाहिए ताकि हम बहुत जल्दी या बहुत देर से न पहुंचें। चलना शुरू करने का इष्टतम समय हमारी शुरुआती खिड़की है।

यही बात अंतरिक्ष मिशनों पर भी लागू होती है। एक लॉन्च विंडो बस वह अवधि है जिसके दौरान एक अंतरिक्ष यान एक निर्दिष्ट समय पर अंतरिक्ष में एक निर्दिष्ट बिंदु तक पहुंच सकता है। उसी समय, रॉकेट की शक्ति क्षमताओं और अंतरिक्ष वस्तु के प्रक्षेपवक्र को ध्यान में रखा जाता है जिसके साथ उपकरण को मिलना चाहिए। इसलिए, विभिन्न मिशनों के लिए खिड़कियां अलग हैं। उदाहरण के लिए, मंगल पर एक मिशन के लिए, प्रक्षेपण विंडो हर 780 दिनों में खुलती है। लेकिन "वोयाजर-2" के प्रक्षेपण के लिए, जिसका लक्ष्य बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून जैसे ग्रह हैं, उन्होंने अवसर की एक खिड़की का इस्तेमाल किया जो हर 175 साल में केवल एक बार दिखाई देता है। दूसरी ओर, हमारे पास रोसेटा मिशन का उदाहरण है, जिसका मूल रूप से धूमकेतु 46P / Wirtanen का अध्ययन करने का इरादा था, लेकिन लॉन्च में देरी के कारण यह अवसर खो गया था, इसलिए मिशन के लिए एक नया लक्ष्य चुना गया, धूमकेतु 67P / Churyumova -गेरासिमेंको.

अधिक संक्षेप में, लॉन्च लॉन्च विंडो समय अंतराल है, जिसकी गणना कक्षीय यांत्रिकी गणनाओं से की जाती है, जिसके दौरान एक दिया गया अंतरिक्ष यान उड़ान भर सकता है और सफलतापूर्वक अपने अंतिम गंतव्य तक पहुंच सकता है। बेशक, नियोजित उड़ान पथ और आवश्यक ईंधन के द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए। इसलिए, प्रारंभिक खिड़की के लिए आकाशीय पिंडों के अनुकूल स्थान की आवश्यकता होती है, जिसका गुरुत्वाकर्षण वाहन की गति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

यह भी दिलचस्प:

• 10 में हमने ब्लैक होल के बारे में 2021 अजीबोगरीब बातें सीखीं
• टेराफॉर्मिंग मार्स: क्या लाल ग्रह एक नई पृथ्वी में बदल सकता है?

स्टार्टअप लॉन्च विंडो को प्रभावित करने वाले चार कारक

आर्टेमिस I सहित किसी भी अंतरिक्ष मिशन के प्रक्षेपण के लिए लॉन्च विंडो की पसंद को प्रभावित करने वाले चार कारक हैं। वे एक-दूसरे से इतने निकटता से संबंधित हैं कि कारकों में से एक में विसंगति तुरंत दूसरों के प्रभाव को समाप्त कर देती है।

कक्षाएँ और झुकाव

उदाहरण के लिए, डिस्कवरी को आईएसएस को एक महत्वपूर्ण कार्गो पहुंचाने की जरूरत है। सबसे पहले, वैज्ञानिकों को दो अलग-अलग प्रक्षेपवक्रों पर विचार करना चाहिए: स्वयं शटल का प्रक्षेपवक्र और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन। वैज्ञानिकों को यह सुनिश्चित करना होगा कि दोनों कक्षाएँ निश्चित रूप से मिलेंगी, क्योंकि इस मिशन का उद्देश्य अंतरिक्ष स्टेशन तक आवश्यक आपूर्ति पहुँचाना है। ऐसा करने के लिए, वे स्टेशन की कक्षा के विमान की गणना करते हैं, एक काल्पनिक शीट जो पृथ्वी से कटती है और अंतरिक्ष स्टेशन को अपने किनारे पर रखती है।

जब पृथ्वी और अंतरिक्ष स्टेशन चलते हैं, तो उन्हें जोड़ने वाला पारंपरिक विमान भी चलता है। वैज्ञानिकों को उस समय का पता लगाना चाहिए जब पृथ्वी का किनारा फ्लोरिडा में कैनेडी स्पेस सेंटर के लॉन्च पैड को काटता है, जहां से जहाज को लॉन्च किया जाना है। वे एक डिग्री से अधिक नहीं चूक सकते। पृथ्वी पांच मिनट में 1 डिग्री घूमती है, इसलिए प्रक्षेपण ठीक उन पांच मिनट में होना चाहिए।

इसके अलावा, प्रक्षेपण तब होना चाहिए जब अंतरिक्ष स्टेशन दक्षिण से उत्तर की ओर बढ़ रहा हो। यह इस तथ्य के कारण है कि शटल को स्टेशन से सफलतापूर्वक आगे निकल जाना चाहिए और साथ ही समुद्र के ऊपर अपने 15-मंजिला बाहरी ईंधन टैंक को छोड़ देना चाहिए, जहां यह मनुष्यों के लिए खतरा पैदा नहीं करता है। महासागर उत्तर-पूर्व में स्थित है, इसलिए डिस्कवरी के प्रक्षेपण का तब तक इंतजार करना चाहिए जब तक कि अंतरिक्ष स्टेशन उत्तर की ओर नहीं चला जाता। यह अंतरिक्ष यान को प्रति दिन एक पांच मिनट की लॉन्च विंडो के साथ छोड़ देता है।

जहां तक ​​आर्टेमिस I मिशन का सवाल है, यह यहां और भी दिलचस्प है। नासा ओरियन को चंद्रमा के चारों ओर एक बहुत दूर प्रतिगामी कक्षा में स्थापित करना चाहता है। यह दो लैग्रेंज बिंदुओं वाली एक बहुत ही स्थिर कक्षा है। उसी समय, उपकरण चंद्रमा से विपरीत दिशा में पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। अब तक, इस कक्षा का उपयोग केवल एक उपकरण - चीनी चांग'ई 5. द्वारा किया गया है। इस कक्षा में प्रवेश करने के लिए, उन इंजनों को चालू करना आवश्यक है जो डिवाइस को सही समय और समय पर चंद्रमा तक पहुंचाएंगे। इस युद्धाभ्यास को टीएलआई (ट्रांस-लूनर इंजेक्शन) कहा जाता है, और इसके निष्पादन की सटीकता अत्यंत महत्वपूर्ण है। लॉन्च विंडो की गणना करते समय यह विचार करने वाला एक तत्व है।

यह भी पढ़ें:

• लाल ग्रह का अवलोकन: मंगल ग्रह के भ्रम का इतिहास
• वैज्ञानिक दृष्टिकोण से टेलीपोर्टेशन और उसका भविष्य

"प्रीसेशन" खिड़की को हिलाता है

इसके अलावा, किसी को पूर्वता की घटना के बारे में नहीं भूलना चाहिए। जब भी बच्चा जिग के शीर्ष को मोड़ना शुरू करता है, तो आप हर बार पूर्वता देखते हैं। सबसे पहले, इसकी रोटेशन की धुरी रोटेशन के विपरीत दिशा में हवा में एक सर्कल बनाती है, पहले एक दिशा में शीर्ष को झुकाती है, फिर दूसरी दिशा में।

पृथ्वी इस नृत्य का एक धीमी गति वाला संस्करण करती है क्योंकि यह सूर्य की परिक्रमा करता है, और मानव निर्मित उपग्रह उसी तरह करते हैं जैसे वे पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं।

एक सूत्र है जो नासा के वैज्ञानिकों को यह गणना करने की अनुमति देता है कि उपग्रह कितना डगमगाएगा। उपग्रह द्वारा प्रतिदिन किए जाने वाले चक्करों की संख्या, कक्षा का आकार और विलक्षणता, और झुकाव जोड़ें, और आपके पास दोलन हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के लिए, ये संख्याएँ प्रति दिन लगभग 5 डिग्री का मान देती हैं, जो पृथ्वी के दैनिक घूमने के लगभग 20 मिनट के बराबर है।

यह चंद्रमा और सौर मंडल के अन्य ग्रहों पर भी लागू होता है। इन उतार-चढ़ावों के लिए सटीक गणना की आवश्यकता होती है, अन्यथा किसी भी समायोजन के लिए अत्यधिक ईंधन की खपत और वांछित प्रक्षेपवक्र के नुकसान की आवश्यकता होती है।

लॉन्च के समय मौसम की स्थिति

हमने समय-समय पर सुना है कि प्रतिकूल मौसम की वजह से रॉकेट का प्रक्षेपण रद्द कर दिया गया था। हां, प्रकृति को हमारा इंतजार नहीं करना पड़ता है, पृथ्वी की सतह पर हमेशा कुछ न कुछ मौसम की घटनाएं होती हैं, जैसे तूफान, गरज, रेत के तूफान, बर्फानी तूफान आदि।

अंतरिक्ष एजेंसी मौसम विज्ञानी 13 दिनों में छह अलग-अलग स्थानों पर क्लाउड कवर, हवा की दिशा और गति, साथ ही तूफान और अन्य प्रतिकूल घटनाओं पर नज़र रखने वाले पेशेवरों की तरह हथकंडा लगाते हैं। उदाहरण के लिए, वे केवल तभी टेकऑफ़ को मंजूरी देते हैं जब रॉकेट संभावित रूप से तूफान या रेतीले तूफान में नहीं पकड़ा जाता है।

प्रकाश की स्थिति

लॉन्च विंडो को सभी कैमरों के लिए अच्छी रोशनी की अनुमति देनी चाहिए ताकि उड़ान नियंत्रण टीम यह देख सके कि जहाज के सभी सिस्टम और सेटिंग्स कितनी अच्छी तरह काम कर रही हैं, जिससे अंतरिक्ष मिशन चालक दल की सुरक्षा सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

उदाहरण के लिए, नासा के नियमों के अनुसार, ओरियन एक बार में 90 मिनट से अधिक समय तक छाया में नहीं रह सकता। क्योंकि इसे पैनलों के लिए और डिवाइस के इष्टतम तापमान को बनाए रखने के लिए सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, लैंडिंग प्रक्रिया से संबंधित अन्य कारक हैं, जिसके दौरान ओरियन को पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश करना चाहिए, फिर उन्हें एक पल के लिए छोड़ देना चाहिए, और फिर से, पहले से ही अंत में, वायुमंडल में उतरना चाहिए। हालांकि, इसके लिए डिवाइस को समय पर पृथ्वी के सापेक्ष उपयुक्त प्रक्षेपवक्र तक पहुंचना चाहिए। विचार करने का अंतिम पहलू लैंडिंग का समय है। ओरियन को दिन के दौरान समुद्र में उतरने के लिए निर्धारित किया गया है ताकि प्रतीक्षा करने वाली टीमों के लिए कैप्सूल को ढूंढना और पुनः प्राप्त करना आसान हो सके।

यह भी दिलचस्प:

• तारे क्यों टिमटिमाते हैं?
• अंतरिक्ष यान 20वीं सदी के प्रोसेसर से लैस क्यों हैं

प्रक्षेपण एक स्थिर लॉन्च पैड से नहीं होता है। लक्ष्य भी निरंतर गति में है

आइए कुछ विवरणों के बारे में अधिक विस्तार से बात करें जिन पर आर्टेमिस I मिशन के प्रक्षेपण के लिए विचार करने की आवश्यकता है, जो आज रात तक शुरू हो सकता है।

चंद्रमा पृथ्वी के करीब है और शायद यहां कोई बड़ी समस्या नहीं होनी चाहिए। खैर, दुर्भाग्य से, अन्य बातों के अलावा, हमारे ग्रह और चंद्रमा की गति है। हमारा उपग्रह न केवल भूमध्य रेखा पर लगभग 0,5 किमी/सेकेंड की गति से अपनी धुरी पर घूमता है, बल्कि यह 30 किमी/सेकेंड की गति से लगभग गोलाकार कक्षा में सूर्य के चारों ओर घूमता है। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पृथ्वी की गति की गति को वाहन की अपनी प्रारंभिक गति में जोड़ा जाता है।

इसके अलावा, पृथ्वी की कक्षा के सापेक्ष सूर्य और चंद्रमा की स्थिति लगातार बदल रही है, इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। इस प्रकार, समान ऊर्जा/ईंधन की खपत के साथ, पृथ्वी से चंद्रमा पर एक प्रक्षेपण उस प्रक्षेपण के समय के आधार पर एक अलग परिणाम दे सकता है।

सैद्धान्तिक रूप से हम एक ऐसा अंतरिक्ष यान बना सकते हैं जो इतना शक्तिशाली हो कि वह प्रतिदिन चंद्रमा पर उड़ान भर सके। और शायद आगे भी ऐसा ही होगा। हालाँकि, अभी के लिए, आर्टेमिस I मिशन की सफलता के लिए पृथ्वी से प्रक्षेपण समय का सावधानीपूर्वक चयन करने की आवश्यकता है, जो ओरियन को चंद्रमा पर जाने और फिर हमारे उपग्रह के चारों ओर नियोजित कक्षा में प्रवेश करने की अनुमति देगा। भले ही प्रक्षेपण समय पर हो, कई दिनों की देरी से मिशन की अवधि में महत्वपूर्ण बदलाव हो सकते हैं।

वर्तमान में, प्रक्षेपण समय के आधार पर, आर्टेमिस I मिशन 26 से 28 दिनों या 38 से 42 दिनों के बीच चल सकता है। हम अनुमान लगाते हैं कि यह मिशन लंबा होगा क्योंकि ओरियन अपनी सुदूर प्रतिगामी कक्षा में चंद्रमा के चारों ओर 1,5 चक्कर लगाता है। यदि छोटे विकल्प पर विचार किया जाता है, और चंद्र कक्षा से बाहर निकलने का समय अलग-अलग समय पर होगा, तो ओरियन पृथ्वी पर लौटने से पहले चंद्रमा के चारों ओर केवल 1 चक्कर लगाएगा।

यह भी पढ़ें: जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप: देखने के लिए 10 लक्ष्य

भविष्य के आर्टेमिस I लॉन्च की तारीखें संभव हैं

एसएलएस रॉकेट और उसके पेलोड के लिए वर्तमान लॉन्च विंडो, जो मिशन के मानदंडों को पूरा करती है, 2-6 सितंबर होगी। यह पहले से ही ज्ञात है कि नासा ने आर्टेमिस I मिशन के प्रक्षेपण के लिए निकटतम तिथि - 3 सितंबर, 2022 को 21:17 और 23:17 कीव समय के बीच चुना है। प्रत्येक बाद के दिन का एक निश्चित समय भी होता है जब शुरुआत संभव होती है। यदि आप इस समय के भीतर उड़ान भरने में विफल रहते हैं, तो निम्न लॉन्च विंडो दिखाई देंगी:

• 20 सितंबर से 28 सितंबर तक
• 30 सितंबर से 4 अक्टूबर तक
• 17 अक्टूबर से 23 अक्टूबर तक
• 27 अक्टूबर
• 29 अक्टूबर से 31 अक्टूबर तक
• और इसी तरह…

हम केवल प्रतीक्षा और आशा कर सकते हैं कि ऐतिहासिक आर्टेमिस I मिशन का सफल प्रक्षेपण जल्द ही होगा।

यह भी पढ़ें:

• क्वांटम भौतिकी के 100 वर्ष: 1920 के दशक के सिद्धांतों से लेकर कंप्यूटर तक
• 5 भविष्य के अंतरिक्ष मिशन के बारे में सोचने के लिए

हालांकि, यह मत भूलो कि यूक्रेन में युद्ध चल रहा है। यदि आप यूक्रेन को रूसी कब्जे वालों से लड़ने में मदद करना चाहते हैं, तो इसका सबसे अच्छा तरीका यूक्रेन के सशस्त्र बलों को दान करना है। जीवन बचाएं या आधिकारिक पेज के माध्यम से NBU.