செவ்வாய் மின்சக்தி கருத்து அந்த கோளின் மெல்லிய காற்றை பயன்படும் ஆற்றலாக மாற்றலாம்

செவ்வாய் ஆய்வின் கடினமான பிரச்சினைகளில் ஒன்றை குறிவைக்கும் புதிய முன்மொழிவு

செவ்வாய்க்கு எதிர்கால மனிதப் பயணங்களை வடிவமைக்கும் விஞ்ஞானிகள் ஒரு அடிப்படை ஆனால் கடுமையான கட்டுப்பாட்டை எதிர்கொள்கிறார்கள்: அனைத்தும் நம்பகமான மின்சாரத்தைப் பொறுத்துள்ளது. குடியிருப்புகள், உயிர் ஆதரவு அமைப்புகள், நீர் செயலாக்கம், ஆக்சிஜன் உற்பத்தி, எரிபொருள் உருவாக்கம், அறிவியல் உபகரணங்கள், மற்றும் தொடர்பாடல் ஆகிய அனைத்துக்கும் நிலையான மின்சார மூலமும் தேவை. சீனாவில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் சமீபத்தில் விவரித்த ஒரு கருத்து, செவ்வாயின் வளிமண்டலமே இந்த ஆற்றல் கட்டமைப்பின் ஒரு பகுதியாக மாறக்கூடும் என்று வாதிடுகிறது.

National Science Review இதழில் சமீபத்தில் வெளியான ஆய்வு, Mars Atmospheric Resource & Multimodal Energy System, அல்லது MARS-MES, எனப்படும் அமைப்பை விளக்குகிறது. இங்கு உள்ள யோசனை, பொதுவாக ISRU என்று அழைக்கப்படும் in situ resource utilization-ஐ பயன்படுத்தி, பூமியிலிருந்து கொண்டு செல்லப்படும் மின்சார அமைப்புகளின் சார்பை குறைப்பதாகும். செவ்வாயை முதன்மையாக ஒரு தளவாடச் சுமையாகக் கருதுவதற்குப் பதிலாக, இந்த முன்மொழிவு உள்ளூர் வளிமண்டல வளங்களை மின்சக்தி உற்பத்தி, சேமிப்பு, மற்றும் உயிர் ஆதரவு துணைச் செயல்பாடுகளுக்கான மூலப்பொருளாகப் பார்க்கிறது.

செவ்வாய் மின்சக்தி ஏன் இவ்வளவு கடினமான பொறியியல் பிரச்சினை

செவ்வாய் கடுமையான செயல்பாட்டு சூழலை வழங்குகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, கோளின் வளிமண்டல அழுத்தம் பூமியின் வளிமண்டல அழுத்தத்தின் சுமார் 1% மட்டுமே; அது 95%-க்கும் அதிகமான கார்பன் டைஆக்சைடு கொண்டுள்ளது, மேலும் உச்ச வெப்பநிலைகள் சுமார் 20 டிகிரி செல்சியஸ் வரை மட்டுமே சென்று சேர்கின்றன. இந்த நிலைமைகள் பூமியிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டவை, மேலும் நீண்டகாலப் பயணங்களுக்கு நம்பகமான மின்சக்தி உட்கட்டமைப்பை உருவாக்குவதற்கான எந்த முயற்சியையும் சிக்கலாக்குகின்றன.

பூமியிலிருந்து போதுமான ஆற்றல் வன்பொருள் மற்றும் நுகர்வுப் பொருட்களை கொண்டு செல்வது ஒரு வெளிப்படையான தீர்வு; ஆனால் அதற்கு நிறை, செலவு, மற்றும் பயண-ஆபத்து தண்டனைகள் உள்ளன. அதனால்தான் ISRU செவ்வாய் திட்டமிடலில் மிக முக்கியமான நீண்டகாலத் தந்திரமாக மாறியுள்ளது. பூமியிலிருந்து ஏவப்படாத ஒவ்வொரு கிலோவும் பயண வடிவமைப்பை எளிதாக்கலாம், செலவை குறைக்கலாம், மேலும் பயண காலத்தை அல்லது குழுவின் திறனை நீட்டிக்கக்கூடும்.

சீனக் குழுவின் முன்மொழிவு இந்த அடிப்படையில்தான் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. இறக்குமதி செய்யப்பட்ட அமைப்புகளை மட்டும் நம்புவதற்கு பதிலாக, உள்ளூர் வளிமண்டலப் பிடிப்பு மற்றும் மாற்றம் மேற்பரப்பில் ஒரு விரிவான ஆற்றல் சூழலமைப்பை ஆதரிக்க முடியுமா என்பதை இது ஆராய்கிறது.

முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பு எவ்வாறு செயல்படும்

இந்த கருத்து காற்றைப் பிடிப்பதிலிருந்து தொடங்குகிறது. செவ்வாய் வளிமண்டலம் மிகவும் மெல்லியதாக இருப்பதால், அதைப் பின் வரும் செயல்முறைகளுக்கு மேலும் பயனுள்ளதாக மாற்ற அதை சுருக்க வேண்டும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்மொழிகிறார்கள். இயந்திரச் சுருக்கம், க்ரையோஜெனிக் பிடித்தல், மற்றும் வெப்பநிலை உறிஞ்சல் உள்ளிட்ட பல வழிகளை ஆய்வு அடையாளம் காட்டுகிறது.

இந்த ஒவ்வொரு முறைக்கும் தத்தமது சமநிலைகள் உள்ளன. இயந்திரச் சுருக்கம் இதுவரை நீண்டகால செயல்திறனை நிரூபிக்கவில்லை, க்ரையோஜெனிக் பிடித்தல் இன்னும் சோதனை கட்டத்திலேயே உள்ளது, மேலும் வெப்பநிலை உறிஞ்சல் இன்னும் குறைந்த விகிதங்கள் மற்றும் குறைந்த வெப்ப உற்பத்தி ஆகியவற்றால் சிரமப்படுகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். இந்த எச்சரிக்கைகள் முக்கியமானவை; ஏனெனில் அவை இந்த முன்மொழிவு செயல்படுத்தத் தயாரான முழுமையான அமைப்பு அல்ல என்பதைக் காட்டுகின்றன. இது இன்னும் பெரிய சரிபார்ப்பு தேவைப்படும் துணை அமைப்புகளைக் காட்டும் ஒரு தொழில்நுட்பப் பாதை வரைபடம்.

வளிமண்டல வாயுக்கள் பிடிக்கப்பட்டதும், அந்த ஆற்றல் அமைப்பு அவற்றை இடத்திலேயே மின்சக்தி உருவாக்குவதற்காக ஒரு மைக்ரோ-அணு உலையுடன் இணைக்கும். நீண்டகால, நிலையான மின்சார விநியோகத்திற்கான வழியாக குழு முன்வைக்கும் லித்தியம்-செவ்வாய் வாயு பேட்டரிகளில் மின்சாரத்தை சேமிப்பதையும் இந்த முன்மொழிவு குறிப்பிடுகிறது. அதே நேரத்தில், இந்த அமைப்பு உயிர் ஆதரவு வள மாற்றத்தையும் ஆதரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது; இதன் மூலம் மின்சக்தி உற்பத்தி ஆக்சிஜன், எரிபொருள், மற்றும் நீர் போன்ற அத்தியாவசியப் பொருட்களின் உற்பத்தியுடன் இணைக்கப்படுகிறது.

அந்த பல்முக வடிவமைப்பே இந்த முன்மொழிவின் மிக முக்கியமான அம்சம். இது ஒரு கருவியிலிருந்து மின்சாரம் உருவாக்குவது மட்டுமல்ல. ஆற்றல், சேமிப்பு, மற்றும் உயிர் ஆதரவு தளவாடங்களை ஒரே ஒருங்கிணைந்த மேற்பரப்பு உட்கட்டமைப்பாக இணைப்பதற்கான முயற்சி இது.

மனிதப் பயணங்களுக்கு ஒருங்கிணைப்பு ஏன் முக்கியம்

செவ்வாய்க்கான எதிர்கால மனிதப் பயணங்களுக்கு ரோவர்-அளவிலான மின்சார பட்ஜெட்டை விட மிக அதிகம் தேவைப்படும். குழுவுடன் இருக்கும் குடியிருப்புகளுக்கு தொடர்ந்து விளக்குகள், வெப்பக் கட்டுப்பாடு, ஆய்வக செயல்பாடுகள், உடற்பயிற்சி உபகரணங்கள், சூழல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், மற்றும் நுகர்வுப் பொருள் செயலாக்கம் ஆகியவை தேவைப்படும். பயணத் திட்டமிடுபவர்களுக்கும் தாங்குத்திறன் தேவை: ஒரு மேற்பரப்பு முனையம் மின்சாரத்தைச் சார்ந்த அமைப்புகளில் குழுவின் பாதுகாப்பு சார்ந்திருக்கும்போது நீண்ட மின்தடைகளை ஏற்றுக்கொள்ள முடியாது.

இந்த நிஜத்தை முன்மொழிவு உணர்கிறது. உள்ளூர் வளப் பிடிப்பு, அணு-ஆதரித்த உற்பத்தி, ஆற்றல் சேமிப்பு, மற்றும் உயிர் ஆதரவு வளங்களின் மாற்றம் ஆகியவற்றை இணைப்பதன் மூலம், விண்வெளியாளர்கள் தனித்தனியாக பராமரிக்க வேண்டிய துணை அமைப்புகளின் எண்ணிக்கையை குறைப்பதே இந்த அமைப்பின் நோக்கம். ஒருங்கிணைந்த உட்கட்டமைப்பு மீதான பாதுகாப்பையும் வழங்கக்கூடும். வளிமண்டலம் ஒரே ஒரு பயணச் செயலுக்கு மட்டும் அல்லாமல் பல செயல்களை ஆதரிக்க முடிந்தால், அது ஒரு மூலோபாய வளமாக மேலும் மதிப்புடையதாகிறது.

இதுவே ஆய்வு ஏன் பலன்களையும் சவால்களையும் சேர்த்து கவனிக்கிறது என்பதையும் விளக்குகிறது; ஒரே ஒரு புரட்சிகர சாதனத்தை முன்வைப்பதில்லை. செவ்வாயில், பயணக் கட்டமைப்பு கூறு செயல்திறனைப் போலவே முக்கியமானது. ஒரு பயன்படும் மேற்பரப்பு மின்நிலையம் குழுவின் உயிர்வாழ்வு, போக்குவரத்து, பராமரிப்பு, மற்றும் பயணக் கால அளவு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய பரந்த செயல்பாட்டு அமைப்புக்குள் பொருந்த வேண்டும்.

எது இன்னும் உறுதியாகவில்லை

இந்த முன்மொழிவு தைரியமானது, ஆனால் இன்னும் கருத்தரீதியானது. ஆய்வே தற்போது பரிசீலனையில் உள்ள வளிமண்டலப் பிடிப்பு முறைகளில் உள்ள தொழில்நுட்ப வரம்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. வழங்கப்பட்ட மூலப் பொருளின் அடிப்படையில், நீண்டகால செயல்பாடு, அமைப்பின் நீடித்தன்மை, வெப்ப மேலாண்மை, மற்றும் செவ்வாய் சூழலில் ஒருங்கிணைப்பு ஆகிய அனைத்தும் இன்னும் திறந்த பொறியியல் கேள்விகளாகவே உள்ளன.

மைக்ரோ-அணு உலையின் பயன்பாடு, உள்ளூர் வளிமண்டலம் மட்டும் முழுமையான மின்சக்தி மூலமாகக் கருதப்படவில்லை என்பதையும் சுட்டுகிறது. பதிலாக, பிடிக்கப்பட்ட வளிமண்டல வளங்கள் அணு உற்பத்தி மற்றும் சிறப்பு சேமிப்புடன் இணைந்து செயல்படும். ஒரு அர்த்தத்தில் இது கருத்தை மேலும் யதார்த்தமானதாக மாற்றுகிறது, ஏனெனில் இது ஒரு அழகான ஒரே தீர்வை நம்பவில்லை; ஆனால் வருங்காலப் பயணங்கள் நிர்வகிக்க வேண்டிய சிக்கலையும் இது வெளிப்படுத்துகிறது.

மேலும் ஒரு நடைமுறை விளைவும் உள்ளது. ISRU பெரும்பாலும் பூமியின்மீது உள்ள சார்பை பெரிதும் குறைக்கும் வழியாகக் கருதப்படுகிறது; ஆனால் ஒவ்வொரு ISRU அமைப்பும் தனது சொந்த இயந்திரங்கள், பராமரிப்பு சுமை, மற்றும் தோல்வி நிலைகளை கொண்டுவருகிறது. உண்மையான மனிதப் பயணங்களுக்கு திட்டமிடுபவர்கள் நெருங்க ככל, அந்த செயல்பாட்டு விவரங்கள் மேலும் முக்கியமாகும்.

இந்த ஆய்வு இப்போது ஏன் முக்கியம்

செவ்வாய் பயண கால அட்டவணைகள் இன்னும் நீளமானவை, ஆனால் குழுவுடன் செய்யப்படும் ஆய்வுகளுக்கான பாதை ஏவுதல் தேதிகள் நிர்ணயிக்கப்படுவதற்கு முன்பே இயக்கவல்ல சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதையே சார்ந்துள்ளது. மின்சாரம் அவற்றில் அடிப்படையான ஒன்றாகும். நம்பகமான மேற்பரப்பு ஆற்றல் திட்டம் இல்லாமல், செவ்வாயில் உள்ள மற்ற அனைத்து இலக்குகளும் சுருங்கிவிடுகின்றன.

இந்த புதிய வேலை முக்கியமானது; ஏனெனில் இது பொதுவான ISRU அழைப்புகளைத் தாண்டி, மேலும் குறிப்பிட்ட ஒரு அமைப்பு சார்ந்த கருத்தை முன்வைக்கிறது. இது செவ்வாய் வளிமண்டலத்தை வெறும் சுற்றுச்சூழல் தடையாக அல்ல, மாறாக சுருக்கப்படக்கூடிய, மாற்றப்படக்கூடிய, மற்றும் ஒரு பயணத்தின் மைய உட்கட்டமைப்பில் இணைக்கக்கூடிய வளமாக வடிவமைக்கிறது. எதிர்கால ஆய்வாளர்கள் பயன்படுத்தும் இறுதி கட்டமைப்பு வேறுபட்டிருந்தாலும், பூமியிலிருந்து தொடர்ச்சியான மீள்சேர்க்கை மீதான சார்பை குறைக்கும் பணியில் அதிகரித்து வரும் ஆய்வுகளின் தொகுப்பில் இது பங்களிக்கிறது.

செவ்வாய் ஆய்வின் நீண்டகாலப் பாதை இதுவே இருக்கக்கூடும்: ஒரே ஒரு முற்றுப்புள்ளி கண்டுபிடிப்பு அல்ல, மாறாக உள்ளூர் நிலைமைகளை பயணச் சொத்துகளாக மாற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைந்த அமைப்புகளின் அடுக்கு. MARS-MES என்பது மின்சக்தி துறையில் தள்ளிச் செல்லப்பட்ட அந்தச் சிந்தனையின் ஆரம்ப உதாரணமாகும்; இங்கு வெற்றி அல்லது தோல்வி கோளில் மனித இருப்பின் כמעט ஒவ்வொரு அம்சத்தையும் வடிவமைக்கும்.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today செய்தியின் அடிப்படையில் தயாரிக்கப்பட்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.