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अगली पीढ़ी के अंतरिक्षयान अंतरिक्ष शटल के सपने का अत्याधुनिक विकास हैं

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नासा के एसगति शटल 2011 में अपनी सेवानिवृत्ति से पहले 30 वर्षों तक निम्न-पृथ्वी की कक्षा में संचालित किया गया। हालाँकि, अमेरिकी अंतरिक्ष एजेंसी का इस वाहन के लिए प्रतिस्थापन, ओरियन, अपोलो मिशन से परिचित शंक्वाकार कैप्सूल डिज़ाइन पर लौट आया। ऐसा इसलिए था क्योंकि नासा का इरादा था कि इस नए यान का उपयोग चंद्रमा जैसे गहरे अंतरिक्ष में लक्ष्यों की खोज के लिए किया जाए।

लेकिन हाल के वर्षों में, हमने अंतरिक्षयान डिज़ाइन की वापसी देखी है। 2010 सेअमेरिकी अंतरिक्ष बल (और पूर्व में अमेरिकी वायु सेना) रहा है X-37B नामक रोबोटिक अंतरिक्षयान लॉन्च करना वर्गीकृत मिशनों पर पृथ्वी की निचली कक्षा में। चीन का अपना है सैन्य अंतरिक्ष यान जिसे शेनलोंग कहा जाता है.

इस साल कंपनी सिएरा स्पेस की परीक्षण उड़ान देखने को मिल सकती है सपनो का पीछा करने वाला – कक्षीय उड़ान में सक्षम पहला वाणिज्यिक अंतरिक्ष यान। यदि सब कुछ ठीक रहा, तो वाहन का उपयोग अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) को कार्गो और अंततः चालक दल की आपूर्ति फिर से करने के लिए किया जा सकता है।

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अंतरिक्षयान पृथ्वी के वायुमंडल में उड़ सकते हैं या उड़ सकते हैं और कैप्सूल की तरह पानी या समतल जमीन पर उतरने के लिए पैराशूट का उपयोग करने के बजाय रनवे पर उतर सकते हैं। वे अधिक गतिशील भी हैं क्योंकि अंतरिक्ष यान वायुमंडल में पुनः प्रवेश करता है, जिससे पृथ्वी की सतह का क्षेत्र बढ़ जाता है जहां एक विशिष्ट पुनः प्रवेश बिंदु से लैंडिंग संभव है।

अंतरिक्षयान पुन: प्रवेश और नरम लैंडिंग के दौरान एक नरम लेकिन लंबी उड़ान पथ की अनुमति देते हैं, जो कैप्सूल की तुलना में चालक दल और कार्गो पर आसान होता है, जो एक थंप के साथ उतर सकता है। एक रनवे ग्राउंड सपोर्ट क्रू और बुनियादी ढांचे को लैंडिंग स्थान पर तैयार रहने की भी अनुमति देता है।

लागत और जटिलता

लेकिन अंतरिक्षयान समतुल्य कैप्सूल की तुलना में अधिक जटिल और भारी होते हैं। पंखों वाला शरीर का आकार थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम (टीपीएस) को डिजाइन करने के लिए एक विशेष चुनौती पेश करता है – गर्मी प्रतिरोधी सामग्री जो शिल्प को पुन: प्रवेश पर चिलचिलाती तापमान से बचाती है। इन अतिरिक्त लागतों का मतलब है कि एक ही उड़ान के लिए अंतरिक्ष यान को डिज़ाइन करना अव्यावहारिक है। व्यवहार्य होने के लिए उन्हें बार-बार उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

मानव अंतरिक्ष उड़ान के शुरुआती दिनों से ही अंतरिक्ष विमानों में रुचि रही है। एक सैन्य अंतरिक्षयान परियोजना कहा जाता है डायना-सोअर 1957 में अमेरिका में शुरू किया गया था, फिर निर्माण शुरू होने के तुरंत बाद रद्द कर दिया गया। वाहन अपने समय के लिए परिष्कृत था, इसे धातु मिश्र धातु का उपयोग करके बनाया गया था जो उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम है और इसमें सामने की तरफ एक हीट शील्ड है जिसे अंतरिक्ष से लौटने के बाद अलग किया जा सकता है, ताकि पायलट लैंडिंग के दौरान स्पष्ट रूप से देख सके।

स्पेस शटल, जिसने 1981 में सेवा में प्रवेश किया, पहला परिचालन अंतरिक्ष यान था। इसे पहले की तुलना में अधिक बार लॉन्च किया जाना चाहिए था अधिक से अधिक पुन: प्रयोज्यता लेकिन यह पता चला कि लॉन्च के बीच व्यापक नवीनीकरण की आवश्यकता थी। हालाँकि, इसने अंतरिक्ष यात्रियों और बड़े सामान को कक्षा से वापस लाने की क्षमता प्रदर्शित की।

अन्य अंतरिक्ष एजेंसियों ने 1980 और 1990 के दशक में यूरोप में निवेश किया हर्मीस अंतरिक्षयानऔर जापान, के साथ आशा वाहन. लागत के कारण दोनों कार्यक्रम बड़े पैमाने पर रद्द कर दिए गए। सोवियत संघ ने अपना विकास किया शटल जैसा वाहन जिसे बुरान कहा जाता हैजिसने 1988 में एक बार सफलतापूर्वक अंतरिक्ष के लिए उड़ान भरी थी। सोवियत संघ के पतन के बाद कार्यक्रम रद्द कर दिया गया था।

गर्मी महसूस हो रही है

अंतरिक्षयानों की अपनी यात्रा के अंतिम भाग के लिए विशिष्ट आवश्यकताएँ होती हैं – जैसे वे अंतरिक्ष से लौटते हैं। वायुमंडलीय पुनः प्रवेश के दौरान, वे एक हजार डिग्री सेल्सियस से अधिक तक गर्म हो जाते हैं क्योंकि वे सात किलोमीटर प्रति सेकंड से अधिक की हाइपरसोनिक गति से यात्रा करते हैं – ध्वनि की गति से 20 गुना से अधिक। एक कुंद नाक डिज़ाइन (जहां अंतरिक्ष यान का किनारा गोल होता है) एक आदर्श आकार है क्योंकि यह वाहन के सबसे आगे के हिस्से में गर्मी के निर्माण को कम करता है।

फिर भी, यान द्वारा अनुभव किया जाने वाला अपेक्षित तापमान अभी भी 1,600 डिग्री सेल्सियस तक हो सकता है, जिसके लिए वाहन के बाहर एक थर्मल सुरक्षा प्रणाली की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष शटल टी.पी.एस इसमें सिरेमिक टाइलें शामिल थीं जो विशेष रूप से गर्मी प्रतिरोधी थीं और एक प्रबलित कार्बन-कार्बन मैट्रिक्स था जो 2,400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान को सहन करने में सक्षम था।

कोलंबिया शटल का नुकसान 2003 में पुन: प्रवेश के दौरान, सात अंतरिक्ष यात्रियों की मृत्यु विंग के अग्रणी किनारे पर टीपीएस में उल्लंघन का परिणाम था। इसका परिणाम कोलंबिया के प्रक्षेपण के दौरान शटल के बाहरी टैंक से उड़ने वाले इंसुलेटिंग फोम के एक टुकड़े के उड़ने और पंख से टकराने के कारण हुआ।

बाहरी प्रणोदक टैंक के किनारे से लॉन्च होने के तरीके के कारण शटल के साथ फोम की यह समस्या बार-बार आ रही थी। लेकिन नए अंतरिक्षयान डिज़ाइन पारंपरिक रॉकेटों के ऊपर उड़ान भरेंगे, जहां फोम गिरना कोई समस्या नहीं है।

एक प्रभावी टीपीएस इसके लिए महत्वपूर्ण रहता है अंतरिक्षयानों की भविष्य की सफलताजैसे सिस्टम हैं जो वास्तविक समय में टीपीएस प्रदर्शन की निगरानी करते हैं।

वर्तमान वाहन

वर्तमान में दो ऑपरेटिंग अंतरिक्ष यान हैं, एक चीनी और एक अमेरिकी, जो कक्षा तक पहुंच सकते हैं। चीन के शेनलोंग के बारे में बहुत कम जानकारी उपलब्ध है, लेकिन अमेरिकी सेना का X-37B बेहतर ज्ञात है. लॉन्च के समय करीब पांच मीट्रिक टन वजनी, नौ मीटर लंबे, बिना चालक वाले वाहन को एक पारंपरिक रॉकेट का उपयोग करके लॉन्च किया जाता है और अपने मिशन के अंत में रनवे पर स्वायत्त रूप से उतरता है।

X-37B का TPS प्रबलित के कम लागत वाले विकल्प के साथ निचली सतह पर शटल के समान टाइलों का उपयोग करता है कार्बन-कार्बन इसे टफ्रोक कहा जाता है, जिसे X37B के लिए नाक और अग्रणी किनारों पर विकसित किया गया है।

उन्हें जल्द ही ड्रीम चेज़र से जुड़ना चाहिए, जिसे कंपनी द्वारा कार्गो और अंतरिक्ष यात्रियों दोनों को ले जाने के लिए विकसित किया गया था, लेकिन नासा पहले अंतरिक्ष स्टेशन पर कार्गो ले जाने के लिए इसका उपयोग करके लोगों को ले जाने से पहले अपनी सुरक्षा साबित करना चाहता है। नरम लैंडिंग के कारण तुलनात्मक रूप से नाजुक कार्गो को सतह पर वापस लाने की क्षमता एक महत्वपूर्ण क्षमता है। ड्रीम चेज़र की सुरक्षा करने वाली टाइलें सिलिका से बनी होती हैं, और प्रत्येक का एक अद्वितीय आकार है वाहन के उस क्षेत्र से मेल खाता है जिसकी सुरक्षा के लिए उन्हें डिज़ाइन किया गया है।

भविष्य के घटनाक्रम

अंतरिक्षयानों में चालक दल और कार्गो को रनवे पर वापस लाने की क्षमता के कारण उनमें रुचि बनी हुई है। इस क्षमता की मांग अभी सीमित है। लेकिन अगर अंतरिक्ष में लॉन्च करने की लागत गिरती रहती है और अंतरिक्ष में उद्योग के विस्तार से मांग बढ़ती है, तो वे कैप्सूल के लिए एक तेजी से व्यवहार्य विकल्प बन जाएंगे।

लंबी अवधि में, रनवे से उड़ान भरने के बाद कक्षा तक पहुंचने में सक्षम अंतरिक्षयानों की भी संभावना है। इन सिंगल-स्टेज-टू-ऑर्बिट (एसएसटीओ) वाहनों को विकसित करने की चुनौतियाँ काफी हैं। तथापि, स्काईलॉन वाहन जैसी अवधारणाएँ तकनीकी विकास की ओर अग्रसर हैं जो अंततः एसएसटीओ शिल्प के विकास का समर्थन कर सकते हैं।

निकट भविष्य के लिए, अंतरिक्षयान निम्नलिखित कारणों से आशाजनक दिखते हैं: नई डिजाइन तकनीकें, टीपीएस के लिए बेहतर सामग्री, डिजाइन और उड़ान मापदंडों के विभिन्न पहलुओं को अनुकूलित करने के लिए उन्नत कंप्यूटर मॉडलिंग और सिमुलेशन उपकरण और प्रणोदन प्रणालियों में निरंतर सुधार।

यह देखते हुए कि दुनिया भर में कई सरकारें, अंतरिक्ष एजेंसियां ​​और निजी कंपनियां अंतरिक्ष यान अनुसंधान और विकास में भारी निवेश कर रही हैं, हम एक ऐसा भविष्य देख सकते हैं जहां इन वाहनों के साथ उड़ानें नियमित हो जाएंगी।

ओलुवामायोकुन एडेतोरोवरिष्ठ व्याख्याता, मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग, ब्रुनेल यूनिवर्सिटी लंदन और जेम्स कैम्पबेलपाठक, ब्रुनेल यूनिवर्सिटी लंदन. यह आलेख से पुनः प्रकाशित किया गया है बातचीत क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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