మంగళ అన్వేషణలోని అత్యంత కఠిన సమస్యల్లో ఒకదాన్ని లక్ష్యంగా చేసుకున్న కొత్త ప్రతిపాదన

మంగళ గ్రహానికి భవిష్యత్ మానవ మిషన్లను రూపకల్పన చేస్తున్న శాస్త్రవేత్తల ముందు ఒక ప్రాథమిక కానీ కఠినమైన పరిమితి ఉంది: ప్రతిదీ నమ్మదగిన విద్యుత్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. నివాసాలు, జీవన-మద్దతు వ్యవస్థలు, నీటి ప్రాసెసింగ్, ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి, ఇంధన తయారీ, శాస్త్రీయ పరికరాలు, మరియు కమ్యూనికేషన్లు అన్నీ స్థిరమైన విద్యుత్ మూలాన్ని కోరుకుంటాయి. చైనాలోని పరిశోధకులు ఇటీవల వివరించిన ఒక కాన్సెప్ట్ ప్రకారం, మంగళ వాతావరణమే ఈ శక్తి నిర్మాణంలో భాగం కావచ్చు.

National Science Reviewలో తాజాగా ప్రచురితమైన అధ్యయనం Mars Atmospheric Resource & Multimodal Energy System, లేదా MARS-MES, అనే వ్యవస్థను వివరిస్తుంది. ఈ ఆలోచన ఇన్ సిటు రిసోర్స్ యుటిలైజేషన్, సాధారణంగా ISRUగా పిలువబడేది, ద్వారా భూమి నుంచి తీసుకెళ్లే పవర్ సిస్టమ్స్‌పై ఆధారాన్ని తగ్గించడం. మంగళాన్ని ప్రధానంగా ఒక లాజిస్టికల్ భారంగా చూడకుండా, ఈ ప్రతిపాదన స్థానిక వాతావరణ వనరులను జనరేషన్, స్టోరేజ్, మరియు జీవన-మద్దతు సహాయక పనుల కోసం ముడి పదార్థంగా పరిగణిస్తుంది.

మంగళ పవర్ ఎందుకు అంత కష్టమైన ఇంజినీరింగ్ సమస్య

మంగళం కఠినమైన ఆపరేటింగ్ వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది. పరిశోధకుల ప్రకారం, ఆ గ్రహ వాతావరణ పీడనం భూమి వాతావరణ పీడనంలో కేవలం సుమారు 1% మాత్రమే; ఇది 95%కుపైగా కార్బన్ డైఆక్సైడ్‌తో కూడి ఉంటుంది, మరియు గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతలు సుమారు 20 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు మాత్రమే చేరుతాయి. ఈ పరిస్థితులు భూమితో పోలిస్తే పూర్తిగా భిన్నంగా ఉండి, దీర్ఘకాలిక మిషన్ల కోసం విశ్వసనీయ శక్తి మౌలిక సదుపాయాలను నిర్మించే ఏ ప్రయత్నాన్నైనా క్లిష్టతరం చేస్తాయి.

భూమి నుంచి తగినంత శక్తి హార్డ్‌వేర్ మరియు వినియోగ వస్తువులను తరలించడం ఒక స్పష్టమైన పరిష్కారం, కానీ దానితో బరువు, ఖర్చు, మరియు మిషన్-రిస్క్ పెనాల్టీలు వస్తాయి. అందుకే ISRU మంగళ ప్రణాళికలో అంత ముఖ్యమైన దీర్ఘకాలిక వ్యూహంగా మారింది. భూమి నుంచి ప్రయోగించని ప్రతి కిలోగ్రాము మిషన్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేయగలదు, ఖర్చును తగ్గించగలదు, మరియు మిషన్ వ్యవధి లేదా సిబ్బంది సామర్థ్యాన్ని పెంచగలదు.

చైనీస్ బృందం ప్రతిపాదన ఈ ఆలోచనపైనే నిర్మించబడింది. దిగుమతి చేసిన వ్యవస్థలపై మాత్రమే ఆధారపడకుండా, స్థానిక వాతావరణ సేకరణ మరియు మార్పిడి ఉపరితలంపై విస్తృత శక్తి పర్యావరణ వ్యవస్థను మద్దతు ఇవ్వగలవా అని ఇది అన్వేషిస్తుంది.

Solar prominence seen in true colour during totality of a solar eclipse (Credit : ESA/CESAR)
More in Space

సూర్యుని ‘తేలియాడే పర్వతాలు’ ఎలా నిలిచివుంటాయో వివరిచేందుకు కొత్త solar simulations

Max Planck Institute for Solar System Research పరిశోధకులు solar prominences యొక్క విస్తృత simulations రూపొందించారు; దీని ద్వారా million-degree corona లో చల్లని plasma ఎలా నిలువుగా ఉండగలదో మరింత పూర్తిగా అర్థమవుతోంది.

Read article

ప్రతిపాదిత వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుంది

ఈ కాన్సెప్ట్ గాలి సేకరణతో ప్రారంభమవుతుంది. మంగళ వాతావరణం అత్యంత పలుచగా ఉండటం వల్ల, తదుపరి ప్రక్రియలకు ఇది మరింత ఉపయోగకరంగా మారేందుకు దాన్ని కుదించాలని పరిశోధకులు సూచిస్తున్నారు. యాంత్రిక కుదింపు, క్రయోజెనిక్ ట్రాపింగ్, మరియు ఉష్ణోగ్రత శోషణ వంటి పద్ధతులను అధ్యయనం గుర్తిస్తుంది.

ఈ పద్ధతులలో ప్రతి దానికి కొన్ని తారతమ్యాలు ఉన్నాయి. యాంత్రిక కుదింపు ఇంకా దీర్ఘకాలిక పనితీరును చూపలేదని, క్రయోజెనిక్ ట్రాపింగ్ ఇంకా పరీక్ష దశలో ఉందని, మరియు ఉష్ణోగ్రత శోషణ ఇప్పటికీ పరిమిత రేట్లు మరియు తక్కువ వేడి ఉత్పత్తితో ఇబ్బంది పడుతోందని పరిశోధకులు పేర్కొంటారు. ఈ హెచ్చరికలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే ప్రతిపాదన అమలు కోసం సిద్ధంగా ఉన్న పూర్తయిన వ్యవస్థ కాదని అవి చూపుతాయి. ఇది ఇంకా పెద్ద స్థాయి ధృవీకరణ అవసరమయ్యే ఉపవ్యవస్థల దిశగా చూపించే సాంకేతిక రోడ్‌మ్యాప్.

వాతావరణ వాయువులు సేకరించిన తర్వాత, ఆ శక్తి వ్యవస్థ వాటిని ఇన్ సిటు పవర్ జనరేషన్ కోసం ఒక మైక్రో-న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌తో జతచేస్తుంది. దీర్ఘకాలిక, స్థిరమైన విద్యుత్ సరఫరాకు మార్గంగా బృందం ప్రతిపాదించిన లిథియం-మార్షియన్ గ్యాస్ బ్యాటరీల్లో విద్యుత్ నిల్వ చేయాలని కూడా ఈ ప్రతిపాదన సూచిస్తుంది. సమాంతరంగా, ఈ వ్యవస్థ జీవన-మద్దతు వనరుల మార్పిడికి సహాయపడేలా రూపొందించబడింది, శక్తి ఉత్పత్తిని ఆక్సిజన్, ఇంధనం, మరియు నీరు వంటి అవసరాల ఉత్పత్తితో అనుసంధానిస్తూ.

ఆ బహుళ-మోడ్ డిజైన్ ఈ ప్రతిపాదన యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణం. ఇది కేవలం ఒక పరికరం నుంచి విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడం గురించి కాదు. శక్తి, నిల్వ, మరియు జీవన-మద్దతు లాజిస్టిక్స్‌ను ఒకే సమగ్ర ఉపరితల మౌలిక సదుపాయంగా అనుసంధానించే ప్రయత్నం ఇది.

మానవ మిషన్లకు సమన్వయం ఎందుకు ముఖ్యం

మంగళ గ్రహానికి భవిష్యత్ మానవ మిషన్లు రోవర్ స్థాయి పవర్ బడ్జెట్ కంటే చాలా ఎక్కువను కోరుకుంటాయి. సిబ్బంది ఉన్న నివాసాలకు నిరంతర లైటింగ్, ఉష్ణ నియంత్రణ, ప్రయోగశాల కార్యకలాపాలు, వ్యాయామ పరికరాలు, పర్యావరణ నియంత్రణ వ్యవస్థలు, మరియు వినియోగ వస్తువుల ప్రాసెసింగ్ అవసరం. మిషన్ ప్లానర్లు రిజిలియెన్స్‌ను కూడా పరిగణించాలి: సిబ్బంది భద్రత విద్యుత్ ఆధారిత వ్యవస్థలపై ఆధారపడినప్పుడు, ఉపరితల అవుట్‌పోస్ట్ దీర్ఘకాలిక విద్యుత్ అంతరాయాలను భరించలేడు.

ఈ వాస్తవాన్ని ప్రతిపాదన గుర్తిస్తుంది. స్థానిక వనరుల సేకరణ, అణు-ఆధారిత జనరేషన్, శక్తి నిల్వ, మరియు జీవన-మద్దతు వనరుల మార్పిడిని కలిపి, లేకపోతే వ్యోమగాములు విడిగా నిర్వహించాల్సిన ఉపవ్యవస్థల సంఖ్యను తగ్గించడమే ఈ వ్యవస్థ లక్ష్యం. సమగ్ర మౌలిక సదుపాయాలు అదనపు రిడండెన్సీని కూడా అందించగలవు. వాతావరణం ఒకే మిషన్ ఫంక్షన్ మాత్రమే కాకుండా అనేక ఫంక్షన్లను మద్దతు ఇవ్వగలిగితే, అది వ్యూహాత్మక వనరుగా మరింత విలువైనదిగా మారుతుంది.

ఇది కూడా అధ్యయనం ఎందుకు ప్రయోజనాలు మరియు సవాళ్ల రెండింటిపైనా దృష్టి పెట్టిందో వివరిస్తుంది; ఒకే బ్రేక్‌థ్రూ పరికరాన్ని ప్రదర్శించకుండా. మంగళంపై, మిషన్ ఆర్కిటెక్చర్ కూడా భాగ పనితీరుతో సమానంగా ముఖ్యం. పనిచేసే ఉపరితల పవర్ స్టేషన్, సిబ్బంది జీవనము, రవాణా, నిర్వహణ, మరియు మిషన్ వ్యవధి వంటి అంశాలను కలిగి ఉన్న విస్తృత ఆపరేషనల్ సిస్టమ్‌లో సరిపోవాలి.

Image of the Milky Way above Paranal, Chile on 21 July 2007. (Credit : ESO/Y.Beletsky)
More in Space

పాలపుంత దక్షిణ హాలో ఉత్తరానికంటే ఎందుకు ఎక్కువ వేడిగా ఉంది

పాలపుంతలోని విస్తారమైన, వేడి వాయు హాలోలో ఉన్న ఉష్ణోగ్రత అసమతుల్యతకు ఇప్పుడు ఒక కారణం కనిపిస్తోంది: లార్జ్ మాగెల్లానిక్ క్లౌడ్ యొక్క గురుత్వాకర్షణ ఆకర్షణ, అది నెమ్మదిగా గెలాక్సీని దక్షిణ దిశగా తోసుతూ వాయువును సంకోచిస్తోంది

Read article

ఇంకా ఏం అనిశ్చితంగా ఉంది

ఈ ప్రతిపాదన మహత్తరమైనది, కానీ ఇంకా భావనాత్మకంగానే ఉంది. అధ్యయనం తానే పరిశీలిస్తున్న వాతావరణ సేకరణ పద్ధతుల్లోని సాంకేతిక పరిమితులను హైలైట్ చేస్తోంది. ఇచ్చిన మూల సమాచారంపై ఆధారపడి, దీర్ఘకాలిక ఆపరేషన్, వ్యవస్థ దృఢత్వం, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్, మరియు మంగళ పరిస్థితుల్లో సమన్వయం అన్నీ ఇంకా ఓపెన్ ఇంజినీరింగ్ ప్రశ్నలుగానే ఉన్నాయి.

మైక్రో-న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ వాడకం కూడా స్థానిక వాతావరణమే పూర్తి పవర్ సోర్స్‌గా ప్రస్తావించబడటం లేదని సూచిస్తుంది. బదులుగా, పట్టుకున్న వాతావరణ వనరులు అణు ఉత్పత్తి మరియు ప్రత్యేక నిల్వతో కలిసి పని చేస్తాయి. ఒక అర్థంలో ఇది కాన్సెప్ట్‌ను మరింత వాస్తవికంగా చేస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది ఒకే అందమైన పరిష్కారాన్ని ఊహించదు; కానీ భవిష్యత్ మిషన్లు నిర్వహించాల్సిన సంక్లిష్టతను కూడా ఇది నొక్కిచెబుతుంది.

ఇంకొక ప్రాయోగిక భావన ఉంది. ISRUని తరచుగా భూమిపై ఆధారాన్ని భారీగా తగ్గించే మార్గంగా చర్చిస్తారు, కానీ ప్రతి ISRU వ్యవస్థ దాని స్వంత యంత్రాంగం, నిర్వహణ భారము, మరియు వైఫల్య విధానాలను తెస్తుంది. మిషన్ ప్లానర్లు నిజమైన మానవ యాత్రలకు దగ్గరయ్యే కొద్దీ, ఆ ఆపరేషనల్ వివరాలు మరింత ముఖ్యమవుతాయి.

ఈ అధ్యయనం ఇప్పుడు ఎందుకు ముఖ్యమైంది

మంగళ మిషన్ టైమ్‌లైన్లు ఇంకా దీర్ఘంగానే ఉన్నాయి, కానీ సిబ్బంది అన్వేషణకు మార్గం, లాంచ్ తేదీలు నిర్ణయించబడే చాలా ముందే, సాధనకర్త సమస్యలను పరిష్కరించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. శక్తి అటువంటి మూల సమస్యలలో ఒకటి. నమ్మదగిన ఉపరితల శక్తి ప్రణాళిక లేకుండా, మంగళంపై ఉన్న మిగతా అన్ని ఆశయాలు చిన్నవైపోతాయి.

ఈ కొత్త పని ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇది సాధారణ ISRU పిలుపుల నుంచి ముందుకు వెళ్లి, మరింత నిర్దిష్టమైన వ్యవస్థ-కాన్సెప్ట్‌ను అందిస్తుంది. ఇది మంగళ వాతావరణాన్ని కేవలం పర్యావరణ అడ్డంకిగా కాకుండా, కుదించబడగల, మార్చబడగల, మరియు మిషన్ యొక్క ప్రధాన మౌలిక సదుపాయంలో కలిపేయగల వనరుగా చూపిస్తుంది. భవిష్యత్ అన్వేషకులు ఉపయోగించే తుది నిర్మాణం వేరుగా ఉన్నా, ఈ అధ్యయనం భూమి నుండి నిరంతర సరఫరాపై తక్కువ ఆధారపడే మంగళ మిషన్ల లక్ష్యానికి పెరుగుతున్న పరిశోధన శరీరానికి తోడ్పడుతుంది.

మంగళ అన్వేషణకు దీర్ఘకాలిక ఆట ఇదే కావచ్చు: ఒకే బ్రేక్‌థ్రూ టెక్నాలజీ కాదు, కానీ స్థానిక పరిస్థితులను మిషన్ ఆస్తులుగా మార్చే పరస్పర అనుసంధానమైన వ్యవస్థల సమాహారం. MARS-MES ఆ ఆలోచనను పవర్ డొమైన్‌లోకి తీసుకెళ్లిన ప్రారంభ ఉదాహరణ; అక్కడ విజయం లేదా వైఫల్యం గ్రహంపై మానవ ఉనికిలోని దాదాపు ప్రతి అంశాన్ని ఆకారమివ్వగలదు.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.

SpaceX Prepares Second Falcon Heavy Attempt for ViaSat-3 Finale After Weather Scrub
More in Space

వాతావరణ అంతరాయం తర్వాత ViaSat-3 ఫినాలే కోసం SpaceX రెండో Falcon Heavy ప్రయత్నానికి సిద్ధమవుతోంది

వాతావరణ కారణంగా జరిగిన రద్దు తర్వాత, ViaSat-3 సిరీస్‌లో చివరి ఉపగ్రహాన్ని geosynchronous transfer orbit‌లోకి పంపేందుకు SpaceX మరో Falcon Heavy ప్రయోగాన్ని సమీకరిస్తోంది.

Read article

Originally published on universetoday.com