নাসার উচ্চ-ক্ষমতার লিথিয়াম-প্লাজমা থ্রাস্টার গভীর মহাকাশ যাত্রার জন্য ভিন্ন এক পথের ইঙ্গিত দিচ্ছে

ইলেকট্রিক প্রপালশন আজকের আয়ন ইঞ্জিনের সীমা ছাড়িয়ে বড় মিশনের দিকে এগোতে পারে

নাসার জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরি একটি নতুন magnetoplasmadynamic, বা MPD, থ্রাস্টার এগিয়ে নিচ্ছে, যা ইলেকট্রিক প্রপালশনকে আরও উচ্চাকাঙ্ক্ষী মহাকাশযাত্রার শ্রেণিতে ঠেলে দিতে পারে। সূত্রে বর্ণিত এই প্রযুক্তি সর্বোচ্চ 120 কিলোওয়াট শক্তিতে কাজ করে, যা নাসার Psyche মহাকাশযানে থাকা ইলেকট্রিক থ্রাস্টারের প্রায় 25 গুণ। এর মানে এই নয় যে মানববাহী মঙ্গল মিশন হঠাৎ করেই কাছে এসে গেছে, তবে এটি মহাকাশযাত্রার সবচেয়ে কঠিন ইঞ্জিনিয়ারিং সমস্যাগুলোর একটিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ: বিপুল পরিমাণ রাসায়নিক প্রপেলান্ট না নিয়ে কীভাবে ভারী মহাকাশযানকে বিশাল দূরত্বে দক্ষতার সঙ্গে চালানো যায়।

ইলেকট্রিক প্রপালশনের আকর্ষণ বহু বছর ধরেই বোঝা গেছে। দহনের বদলে, ইলেকট্রিক থ্রাস্টার বিদ্যুৎ ব্যবহার করে প্রপেলান্টকে আয়নিত করে এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্র দিয়ে সেটিকে ত্বরান্বিত করে। ফলে কম থ্রাস্ট, কিন্তু অসাধারণ দক্ষতা। সূত্র অনুযায়ী, ইলেকট্রিক থ্রাস্টার রাসায়নিক রকেটের তুলনায় প্রায় 90% কম জ্বালানি ব্যবহার করে, আর সে কারণেই দীর্ঘ সময় ধরে ধীর অথচ অবিরাম ত্বরণ গড়ে খুব বেশি গতিতে পৌঁছে দেওয়া গভীর মহাকাশ মিশনের জন্য এগুলো আকর্ষণীয়।

মানববাহী গভীর মহাকাশ মিশনের জন্য বর্তমান ইলেকট্রিক থ্রাস্টার কেন যথেষ্ট নয়

সীমাবদ্ধতা ধারণায় নয়, আকারে। প্রচলিত ইলেকট্রিক প্রপালশন অপেক্ষাকৃত ছোট মহাকাশযানের জন্য ভালো কাজ করে, যেগুলো বহু বছর ধরে ধীরে ধীরে গতি বাড়াতে পারে। সূত্রে Psyche-কে বর্তমান রেফারেন্স হিসেবে ধরা হয়েছে। এটি 2023 সালে উৎক্ষেপণ করা হয়, এখনও ত্বরণ বাড়াচ্ছে, এবং সম্প্রতি মঙ্গল অতিক্রম করেছে, যখন এটি 12,000 mph-এর কিছু বেশি গতিতে তার আরও উচ্চ চূড়ান্ত গতির দিকে এগোচ্ছিল।

এই কর্মক্ষমতা চিত্তাকর্ষক, কিন্তু এটিই bottleneck-টিও দেখায়। ধীর, দক্ষ ত্বরণ দীর্ঘমেয়াদি রোবোটিক মিশনের জন্য উপযোগী। তবে মহাকাশচারী, জীবন-সমর্থন ব্যবস্থা, সরবরাহ, সুরক্ষা, এবং মিশনের হার্ডওয়্যারকে আন্তঃগ্রহ দূরত্বে বহনের জন্য এটি ততটা উপযুক্ত নয়। মানববাহী যানকে আজকের বিজ্ঞান মিশনে ব্যবহৃত আয়ন সিস্টেমের তুলনায় অনেক বেশি থ্রাস্ট ও শক্তি দরকার হবে।

সেখানেই JPL-এর রিপোর্ট করা অগ্রগতি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। 120 kW-এ কাজ করা একটি MPD থ্রাস্টার ইলেকট্রিক প্রপালশনের জ্বালানি-দক্ষতা বজায় রেখেও এটিকে আরও সক্ষম শক্তি শ্রেণিতে নিয়ে যাওয়ার চেষ্টা নির্দেশ করে। এই স্কেলিং বাস্তবসম্মতভাবে করা গেলে, তা সূক্ষ্ম গভীর মহাকাশ probes এবং বড় মিশন কাঠামোর মধ্যকার ব্যবধানের কিছুটা কমাতে পারে।

MPD থ্রাস্টারকে আলাদা করে কী

প্রদত্ত সূত্র প্রযুক্তিটিকে লিথিয়াম-প্লাজমা ইলেকট্রিক থ্রাস্টার হিসেবে উপস্থাপন করেছে। বিস্তৃত অর্থে, MPD ইঞ্জিন প্রপেলান্টকে প্লাজমায় রূপান্তর করে এবং সেটিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকভাবে ত্বরান্বিত করে থ্রাস্ট তৈরি করে। নীতিগতভাবে এই পদ্ধতি আজকের মহাকাশযানে সাধারণত ব্যবহৃত ছোট ইলেকট্রিক প্রপালশন সিস্টেমের তুলনায় বেশি ক্ষমতার অপারেশন সমর্থন করতে পারে।

প্রতিশ্রুতি সহজ: বেশি শক্তি মানে বেশি কার্যকর থ্রাস্ট, আর বেশি কার্যকর থ্রাস্ট মানে এমন মিশনের জন্যও ইলেকট্রিক প্রপালশন প্রাসঙ্গিক হয়ে ওঠে যাদের সামান্য ত্বরণ জমে উঠতে বছরের পর বছর অপেক্ষা করা সম্ভব নয়। চ্যালেঞ্জ, যেমন মহাকাশ প্রকৌশলে সবসময়ই থাকে, ল্যাবের অগ্রগতিকে এমন একটি উড়ান-উপযোগী ব্যবস্থায় রূপান্তর করা যা অগ্রহণযোগ্য তাপ, উপাদান, বা পাওয়ার-সিস্টেমের দণ্ড ছাড়াই দীর্ঘ সময় ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করতে পারে।

সূত্রের পাঠ্যে বলা হয়নি যে এসব সমস্যা সমাধান হয়ে গেছে। তবে এটি স্পষ্ট করে যে JPL ইলেকট্রিক থ্রাস্টারকে আরও চাহিদাসম্পন্ন ক্ষেত্রে নিয়ে যেতে একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক অর্জন করেছে। সেটাই এই উন্নয়নকে উল্লেখযোগ্য করে তোলে। মহাকাশ প্রপালশনে পাওয়ার স্কেলিং কোনো প্রসাধনমূলক উন্নতি নয়; এটি বিশেষায়িত রোবোটিক মিশনের উপযোগী প্রযুক্তি আর আরও বড় উচ্চাকাঙ্ক্ষাকে সমর্থন করতে সক্ষম প্রযুক্তির মধ্যে পার্থক্য।

মঙ্গল-সংযোগ বাস্তব, কিন্তু এখনও পরোক্ষ

মানব মিশনকে কেন্দ্র করে লেখা এই বিষয়টিকে তাৎক্ষণিক নয়, দিকনির্দেশমূলক হিসেবে পড়া উচিত। সূত্র নিজেই বলছে, কেউ খুব শিগগিরই মঙ্গলে যাচ্ছে না। এই সতর্কতা যথাযথ। গভীর মহাকাশ পরিবহনে প্রপালশনের পাশাপাশি রেডিয়েশন ঝুঁকি, মিশনের সময়কাল, মহাকাশে বিদ্যুৎ উৎপাদন, আবাসন ব্যবস্থা, নির্ভরযোগ্যতা, এবং উৎক্ষেপণ অর্থনীতি রয়েছে। ভালো থ্রাস্টার কেবল এই পাজলের একটি অংশ ঠিক করে।

তবু প্রপালশনই একটি কেন্দ্রীয় বাধা হয়ে থাকে। রাসায়নিক রকেট শক্তিশালী, কিন্তু সেগুলো দ্রুত প্রপেলান্ট খরচ করে এবং বড় মাপের ওজন-দণ্ড সৃষ্টি করে। মিশন যত ভারী, সেই trade-off ততই কঠোর হয়। ইলেকট্রিক প্রপালশন এর বিপরীত প্রোফাইল দেয়: অসাধারণ দক্ষতা, কিন্তু ঐতিহ্যগতভাবে খুব কম থ্রাস্ট। উচ্চ-ক্ষমতার MPD সিস্টেম আকর্ষণীয় কারণ তারা ভারসাম্যের বিন্দু বদলাতে চায়, ফলে এমন স্থাপত্য সম্ভব হতে পারে যা পুরোপুরি রাসায়নিক নয় এবং আজকের কম-থ্রাস্ট ইলেকট্রিক সিস্টেমে সীমাবদ্ধও নয়।

মঙ্গলের বাইরেও এর গুরুত্ব কেন

মানব ব্যবহারের আগেই উন্নত উচ্চ-ক্ষমতার ইলেকট্রিক প্রপালশন রোবোটিক অনুসন্ধান, কার্গো পরিবহন, এবং সিসলুনার ও গভীর মহাকাশ পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদি মিশন বদলে দিতে পারে। আরও সক্ষম ইলেকট্রিক ইঞ্জিন ভারী পে-লোড, কিছু মিশন নকশার জন্য দ্রুত যাত্রাপথ, বা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বাইরে আরও নমনীয় মহাকাশযান পরিচালনা সমর্থন করতে পারে।

এটি মিশন পরিকল্পনাকারীরা কীকে বাস্তবসম্মত মনে করেন তাও বদলে দিতে পারে। প্রযুক্তি প্রায়শই মহাকাশচারীদের কাছে পৌঁছানোর অনেক আগেই মহাকাশ কৌশলকে প্রভাবিত করে। একটি প্রপালশন অগ্রগতি পে-লোড অনুমান, মহাকাশযানের ভর বাজেট, এবং দূরবর্তী লক্ষ্যে পৌঁছানোর অর্থনীতি বদলে দিতে পারে। যদি MPD সিস্টেম আরও উন্নত হতে থাকে, তবে সেগুলো এমন বিকল্প খুলে দিতে পারে যা বর্তমান আয়ন থ্রাস্টার কার্যকর মাত্রায় সমর্থন করতে পারে না।

নজরে রাখার মতো প্রপালশন মাইলফলক

সূত্র থেকে সবচেয়ে শক্তিশালী takeaway হল না যে মঙ্গল সমাধান হয়ে গেছে। বরং, নাসা এখনও এমন একটি প্রপালশন শ্রেণিতে কাজ চালাচ্ছে যা মহাকাশ মিশন আকার ও দূরত্বে বড় হতে থাকলে আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠতে পারে। 120 kW ইলেকট্রিক থ্রাস্টার, বিশেষ করে JPL যখন এটিকে একটি breakthrough হিসেবে উপস্থাপন করছে, তখন এটি এমন ক্ষেত্রেই অগ্রগতির সংকেত দেয় যা দীর্ঘদিন ধরে ইলেকট্রিক প্রপালশনের ভূমিকা সীমিত করে রেখেছিল।

মহাকাশযাত্রায়, breakthrough অনেক সময় বছরের পর বছর enabling technology হিসেবে থাকে, তারপরই তা মিশনের শিরোনাম হয়। এই উন্নয়ন সেই ধারার সঙ্গেই মেলে। যদি উচ্চ-ক্ষমতার লিথিয়াম-প্লাজমা প্রপালশন টেকসই ও স্কেলযোগ্য প্রমাণিত হয়, তবে তা প্রথম মঙ্গলযাত্রা নিজে করবে না বটে, কিন্তু পরবর্তী প্রজন্মের গভীর মহাকাশ যান কীভাবে ডিজাইন করা হবে তা নির্ধারণে সাহায্য করতে পারে।

এই নিবন্ধটি Jalopnik-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে। মূল নিবন্ধ পড়ুন.