செவ்வாய் தூசி புயல்கள் எதிர்கால பணிகளுக்கு மின்சார அபாயங்களை உருவாக்கலாம்

செவ்வாய் தூசி புயல்கள் எதிர்பார்த்ததைவிட மேலும் சிக்கலான அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்தக்கூடும்

செவ்வாயில் ஏற்படும் உலகளாவிய தூசி புயல்கள் நீண்ட காலமாக ஒரு முக்கிய செயல்பாட்டு சிக்கலாகவே கருதப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை சூரியஒளியை மங்கச் செய்யலாம், தெரிவுத்தன்மையை குறைக்கலாம், மற்றும் வாரங்களோ அதற்கும் மேலான காலத்துக்குப் புறச்செயல்பாடுகளை இடையூறு செய்யலாம். இப்போது புதிய ஆய்வு அபாயத்தின் இன்னொரு அடுக்கை சுட்டிக்காட்டுகிறது: இந்த புயல்கள் கீழ்மண்டலத்தில் மின்சாரச் சார்ஜ் கொண்ட சூழ்நிலைகளையும் உருவாக்கக்கூடும், இதனால் எதிர்கால ரோபோடிக் மற்றும் மனித பணிகளுக்கு நிலைமின் அபாயம் சேரலாம்.

The Planetary Science Journal-இல் வெளியிடப்பட்டதும் மூல அறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டதும் ஆகிய இந்த ஆய்வு, University of Alabama in Huntsville மற்றும் NASA-வின் Marshall Space Flight Center ஆய்வாளர்களால் நடத்தப்பட்டது. Mars Year 34-க்கு தொடர்புடைய வளிமண்டலத் தரவைப் பயன்படுத்தி, குழு 2018 நடுப்பகுதியில் ஏற்பட்ட கிரகமுழுதும் பரவிய தூசி புயலை ஆய்வு செய்தது, மேலும் breakdown-favorable conditions என ஆசிரியர்கள் குறிப்பிடும் சூழ்நிலைகளில் செவ்வாயின் கீழ்மண்டலம் மின்வெளிகளை உருவாக்க முடியும் என்று கண்டறிந்தது.

அந்த சொற்றொடர் முக்கியமானது. தாங்கள் எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட rover, habitat அல்லது communication system-க்கு நேரடி சேதம் ஏற்படுவதை நிரூபித்தோம் என்று ஆய்வாளர்கள் கூறவில்லை. அதற்கு பதிலாக, இன்னும் நெருக்கமான பொறியியல் கவனம் தேவைப்படும் சூழலியல் நிலைகளை அவர்கள் அடையாளம் காண்கிறார்கள். நடைமுறையில், பெரிய தூசி புயல்களை பணித் திட்டமிடுபவர்கள் வெறும் வானிலை மற்றும் தெரிவுத்தன்மை நிகழ்வுகளாக மட்டும் கருதுவதை நிறுத்த வேண்டும் என்று இந்த வேலை வாதிடுகிறது. அவை உபகரணங்கள், செயல்பாடுகள் மற்றும் பாதுகாப்புக்கு விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் நிலைமின் நிகழ்வுகளாகவும் இருக்கலாம்.

செவ்வாய் தூசி ஏற்கனவே பணித் திட்ட வடிவமைப்பாளர்களை ஏன் கவலைப்படுத்துகிறது

தூசி சார்ந்த இடையூறுகளுக்கு செவ்வாய் மிகவும் பாதிப்புக்குட்பட்டது. பூமியைப் போல அல்லாமல், அங்கு புயல்கள் உள்ளூரில் அழிவை ஏற்படுத்தினாலும் புவியியல் ரீதியாக வரையறுக்கப்பட்டவையாக இருக்கும்; செவ்வாய் முழு கிரகத்தையும் மூடக்கூடிய அளவிற்கு பெரும் புயல்களை உருவாக்க முடியும். இதனால் தூசி ஒரு system-level problem ஆகிறது. சூரிய ஆற்றல் கொண்ட விண்கலங்கள் முக்கியமான ஆற்றல் உள்ளீட்டைக் இழக்கலாம். ஒளியியல் கண்காணிப்புகள் கடினமாகவோ சாத்தியமற்றதாகவோ ஆகலாம். மேற்பரப்பு வழிசெலுத்தல் பாதிக்கப்படலாம். இயந்திர கூறுகள் அதிக மாசுபாட்டு சுமைகளை எதிர்கொள்ளலாம். மனித ஆராய்ச்சியாளர்கள், அவர்கள் சென்றால், ஏற்கெனவே கடினமான சூழலில் பரவலாக உள்ள நுண்ம துகள்களுடன் சமாளிக்க வேண்டியிருக்கும்.

2018-இல் ஏற்பட்ட உலகளாவிய புயல் ஒரு பயனுள்ள case study, ஏனெனில் அது பெரியதாகவும், நன்கு கவனிக்கப்பட்டதாகவும், அதன் முக்கியத்துவத்தை வெளிப்படுத்தும் அளவுக்கு கடுமையானதாகவும் இருந்தது. இப்படிப்பட்ட நிகழ்வுகள் வெறும் அழுக்கான வளிமண்டலத்தை மட்டும் உருவாக்குவதில்லை; அவை மேற்பரப்பில் உள்ள அமைப்புகள் செய்யக்கூடிய செயல்களை அடிப்படையாக மாற்றக்கூடும். மின்சாரச் சார்ஜிங் அந்தப் படத்தின் ஒரு பகுதியாக இருந்தால், risk model மேலும் பரந்ததாகவும் கடினமாகவும் மாறும்.

ஆகவே புதிய ஆய்வு ஏற்கனவே உள்ள கவலையை விரிவாக்குகிறது, அதை மாற்றவில்லை. தூசி சூரிய ஆற்றல், optics மற்றும் thermal control-ஐ பாதிக்கும் என்று பொறியாளர்கள் ஏற்கெனவே எதிர்பார்க்கிறார்கள். அதே புயல் சூழல் electronics, materials, communication reliability அல்லது mission hardware சுற்றியுள்ள தூசி நடத்தை ஆகியவற்றை பாதிக்கத் தக்க அளவு வலுவான மின்வெளிகளையும் உருவாக்குமா என்பதே புதிய கேள்வி.

ஆய்வாளர்கள் சிக்கலை எவ்வாறு அணுகினர்

அறிக்கையின்படி, குழு Mars Climate Database version 6.1-ஐ பயன்படுத்தியது, இது Mars general circulation model simulations-இல் இருந்து உருவாக்கப்பட்ட high-resolution weather dataset ஆகும். அவர்கள் Mars Year 34-ஐ கவனித்தனர், இது 2017 மே 5 முதல் 2019 மார்ச் 23 வரை நீடித்து, 2018-இல் ஏற்பட்ட முக்கிய உலகளாவிய தூசி புயலை உள்ளடக்கியது.

இந்த அணுகுமுறையின் மதிப்பு அதன் அளவில்தான் உள்ளது. செவ்வாயில் நேரடி அளவீடுகளுக்கான வாய்ப்புகள் குறைவு, மேலும் பரவலாக உள்ள surface assets மூலமாக ஒரு கிரகமுழுதும் பரவிய புயலை முழுமையாக ஆய்வு செய்வது எளிதல்ல. Modeling மற்றும் climate-database analysis, வளிமண்டல நிலைகள் பரந்த பகுதிகளிலும் உயரங்களிலும் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பார்க்க அனுமதிக்கிறது, பின்னர் எங்கு charging-க்கு உகந்த சூழல்கள் உருவாகலாம் என்று ஊகிக்கச் செய்கிறது.

புயலின்போது கீழ்மண்டலத்தில் மின்வெளிகள் உருவானதாக குழு முடிவு செய்தது. இதன் பொருள் arcs, system failures அல்லது mission-ending நிகழ்வுகள் தவிர்க்க முடியாதவை என்றல்ல. ஆனால், தூசி புயல்கள் வளிமண்டலத்தை சாதாரண meteorology-க்குப் பிறகும் electrical breakdown processes-க்கும் பொருத்தமான விதத்தில் ஒழுங்குபடுத்தக்கூடும் என்பதை இது காட்டுகிறது.

அது முக்கியம், ஏனெனில் நிலைமின் விளைவுகள் தெளிவாகத் தெரியும்வரை நுண்மையாகவே இருக்கும். Charge accumulation, தூசி மேற்பரப்புகளில் எவ்வாறு ஒட்டுகிறது, துகள்கள் எவ்வாறு நகர்கின்றன, மற்றும் வெளிப்பட்ட hardware அழுத்தத்தின் கீழ் எவ்வாறு நடந்து கொள்கிறது என்பவற்றை பாதிக்கலாம். மிகவும் கடுமையான failure modes இன்னும் தெளிவில்லாவிட்டாலும், கட்டமைக்கப்பட்ட மின்சார நிலைகள் இருப்பதே மேலும் விரிவான சோதனையும் வடிவமைப்பு பணியையும் நியாயப்படுத்துவதற்கு போதுமானது.

எதிர்கால செவ்வாய் ஆராய்ச்சிக்கு இதன் அர்த்தம் என்ன

இந்த ஆய்வின் முக்கியத்துவம் mission planning-இல் உள்ளது. எதிர்கால செவ்வாய் அமைப்புகள் மேலும் உயர்வான இலக்குகளுடன், மேலும் ஒன்றோடொன்று இணைந்தவையாகவும், முந்தைய பல பணிகளை விட நீண்டகால மேற்பரப்பு செயல்திறனில் அதிகமாக சார்ந்தவையாகவும் இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. Human exploration கருத்துகள் habitat, power systems, communications gear, life-support hardware மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் செய்ய வேண்டிய extravehicular activity மூலம் கூடுதல் சிக்கலை சேர்க்கின்றன.

பெரிய தூசி புயல்கள் நிலைமின் சூழலை உருவாக்க முடிந்தால், பல துறைகள் கவனம் பெறும். Power systems-க்கு தற்காலிக மின்சார விளைவுகளிலிருந்து சிறந்த பாதுகாப்பு தேவைப்படலாம். Surface materials மற்றும் coatings-ஐ charge buildup மற்றும் dust interaction-க்கு மீளாய்வு செய்ய வேண்டியிருக்கலாம். Communication மற்றும் sensing architectures-க்கு அதிக resilience தேவைப்படலாம். Storm response procedures-களும் மாறலாம், தூசியிலிருந்து sheltering செய்வது மற்றும் power சேமிப்பது என்பவற்றைக் கடந்து விரிவடையலாம்.

நிலைமின்மையும் தூசி மேலாண்மையும் இடையே ஒரு தொடர்பும் உள்ளது. செவ்வாய் தூசி ஏற்கெனவே சிக்கலானது, ஏனெனில் அது நுண்மையானது, பரவலானது, மற்றும் சென்சிடிவ் அமைப்புகளிலிருந்து வெளியே வைத்திருக்க கடினமானது. வளிமண்டல சார்ஜிங் துகள்கள் suit, radiators, seals, solar panels அல்லது instrument covers-க்கு எவ்வாறு ஒட்டுகின்றன என்பதை மாற்றினால், maintenance மற்றும் cleaning systems மீது சுமை அதிகரிக்கலாம். ஒரு robotic mission-க்கு இது பயனுள்ள ஆயுளை குறைக்கலாம். ஒரு human mission-க்கு இது வேலைச்சுமை, ஆரோக்கிய முன்னெச்சரிக்கைகள் மற்றும் பாதுகாப்பு எல்லைகளை பாதிக்கலாம்.

இதில் எதுவும் இந்த ஒரு ஆய்வால் நேரடியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை, மேலும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிகைப்படுத்தாமல் கவனமாக இருந்திருப்பது போல தெரிகிறது. ஆனால் சூழலியல் கண்டுபிடிப்பில் இருந்து பொறியியல் விளைவுகள் இயல்பாகவே வெளிப்படுகின்றன. பெரிய புயல்களின் போது வளிமண்டலம் மின்சார ரீதியாக கட்டமைக்கப்பட்டால், செவ்வாய் hardware-ஐ அந்த சாத்தியத்திற்காக தொடக்கத்திலேயே சோதிக்க வேண்டும்; பிந்தைய யோசனையாக அல்ல.

வளிமண்டல அறிவியலிலிருந்து பணித் திட்ட வடிவமைப்பிற்கு

பெரிய பாடம் என்னவெனில், செவ்வாய் ஆராய்ச்சி நாளுக்கு நாள் மேலும் அப்ஸ்ட்ராக்ட் அல்லாமல், செயல்பாடுகளுக்கானதாக மாறுகிறது. ஒவ்வொரு புதிய முடிவும் planetary science மற்றும் field engineering இடையிலான இடைவெளியை குறைக்கிறது. தூசி புயல்கள் இனி வளிமண்டல மாதிரிப்பிற்கோ அல்லது நாடகத்தன்மை கொண்ட orbital imagery-க்கோ மட்டும் உரியவை அல்ல; அவை energy systems, communications, timelines மற்றும் vehicle design-ஐ வடிவமைக்கும் planning variable ஆகும்.

ஏஜென்சிகள் மற்றும் நிறுவனங்கள் sustained surface missions பற்றி அதிக தீவிரமாக பேசும் நிலையில் இது குறிப்பாக பொருத்தமானது. குறுகிய robotic campaigns சில நேரங்களில் redundancy அல்லது conservative timing மூலம் ஆபத்தைக் கையாள முடியும். நீண்டகால crew-க்கள் அத்தகைய அணுகுமுறையை மட்டும் நம்ப முடியாது. அவர்களுக்கு சுற்றுச்சூழல் ஆபத்துகளின் மிகச் செறிவான படம் தேவை, அதில் அமைப்புகளுக்கிடையே தொடர்பு கொள்ளும் compound hazards-களும் அடங்கும்.

புதிய ஆய்வு அப்படிப்பட்ட ஒரு compound hazard-ஐ சேர்க்கிறது. ஏற்கனவே சூரியஒளி மற்றும் தெரிவுத்தன்மையை குறைக்கும் தூசி புயல், வளிமண்டலத்தின் மின்சார தன்மையையும் மாற்றக்கூடும். இதனால் எதிர்கால செவ்வாய் பணிகள் செயலற்றதாகிவிடும் என்பதல்ல. இதன் பொருள், அவர்களுக்கு மேலும் வலுவான assumptions, சிறந்த environmental models, மற்றும் தொடக்கத்திலிருந்தே கடுமையான storm regime-க்கு வடிவமைக்கப்பட்ட hardware தேவைப்படும் என்பதாகும்.

செவ்வாய் ஒரு கவர்ச்சிகரமான இலக்காக இருப்பது, அது ஒவ்வொரு நிலையிலும் ஆராய்ச்சியாளர்களை சவால் செய்வதாலேயே. இந்த ஆய்வு அந்த சவால்களில் ஒன்றை மேலும் கூர்மையாக்குகிறது. சிவப்பு கிரகத்தின் புயல்கள் நிலப்பரப்பை மட்டும் மறைப்பதில்லை. அவை அதைச் செயற்படுவதற்கும் மின்மயமாக்கக்கூடும், இதனால் mission designers weather, dust மற்றும் electrical risk-ஐ ஒரே பிரச்சினையின் பகுதிகளாகப் பார்க்க வேண்டியிருக்கும்.

இந்த கட்டுரை Universe Today வெளியிட்ட செய்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.