থ্রাস্টমি
বেশিরভাগ মানুষ সম্ভবত আয়োডিন জীবাণুনাশকের ভূমিকার সাথে পরিচিত। কিন্তু আপনি যদি উচ্চ বিদ্যালয়ের রসায়ন নিয়ে জেগে থাকেন তবে আপনি আয়োডিন পাউডার উত্তপ্ত হওয়ার একটি প্রদর্শন দেখে থাকতে পারেন। যেহেতু বায়ুমণ্ডলীয় চাপের গলন এবং স্ফুটনাঙ্ক একে অপরের খুব কাছাকাছি, আয়োডিন উত্তপ্ত হলে সহজেই একটি বেগুনি গ্যাস তৈরি করে। নিম্ন চাপে, এটি কঠিন থেকে সরাসরি গ্যাসে চলে যাবে, একটি প্রক্রিয়া যাকে পরমানন্দ বলে।
স্পষ্টতই, এটি আয়ন প্রোপেলার নামক একটি উচ্চ-দক্ষতা মহাকাশযানের প্রপালশন সরঞ্জামের জন্য নিখুঁত জ্বালানী তৈরি করতে পারে। যদিও কিছু সময়ের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থী হিসাবে বিবেচিত, বাণিজ্যিক কোম্পানি ThrustMe বলে যে এটি এখন মহাকাশে প্রথম আয়ন-চালিত আয়ন প্রতিরোধক প্রদর্শন করেছে।
আয়নের শক্তি
রকেট রাসায়নিক বিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে যত তাড়াতাড়ি সম্ভব একটি বৃহৎ ভরের উপাদান অপসারণ করতে, যা তাদেরকে মহাকাশে কিছু তুলতে যথেষ্ট ধাক্কা দিতে দেয়। যাইহোক, এটি একটি বুস্ট তৈরি করার সবচেয়ে কার্যকর উপায় নয় – ওজন কমানোর জন্য প্রয়োজনীয় দ্রুত বহিষ্কার অর্জনের জন্য আমরা বাণিজ্যিক দক্ষতা অর্জন করি। মহাকাশে যাওয়ার পরে, গতির প্রয়োজন অদৃশ্য হয়ে যায়; আমরা উপাদানকে বহিষ্কার করার জন্য আরও কার্যকর উপায় ব্যবহার করতে পারি, কারণ বিভিন্ন কক্ষপথের মধ্যে বস্তুর চলাচলের জন্য ধীর ত্বরণ গ্রহণযোগ্য।
দক্ষতার বর্তমান চ্যাম্পিয়ন হল আয়ন প্রতিরোধক এখন ব্যবহার করা হচ্ছে অনেকগুলো মহাকাশযানে. এটি একটি নিরপেক্ষ পরমাণু থেকে একটি ইলেক্ট্রন বের করতে এবং একটি আয়ন তৈরি করতে বিদ্যুৎ (সাধারণত সৌর প্যানেল দ্বারা উত্পন্ন) ব্যবহার করে। বিদ্যুতায়িত নেটওয়ার্ক তারপর উচ্চ গতিতে মহাকাশযান থেকে বের করে আনতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করে একটি আবেগ তৈরি করে। রাসায়নিক জ্বালানির চেয়ে আয়ন দ্রুত নির্গত হয়।
শুধুমাত্র একটি তুলনামূলকভাবে অল্প পরিমাণ উপাদান এক সময়ে ত্বরান্বিত করতে পারে, তাই এটি অল্প সময়ের মধ্যে একটি রাসায়নিক ক্ষেপণাস্ত্র দ্বারা উত্পাদিত শক পরিমাণের কাছাকাছি কিছু তৈরি করতে পারে না। যাইহোক, এটি একই পরিমাণ থ্রাস্ট তৈরি করতে কম উপাদান ব্যবহার করে এবং পর্যাপ্ত সময় দেওয়া হলে, এটি সহজেই সমতুল্য ত্বরণ অর্জন করতে পারে। অন্য কথায়, আপনি যদি ত্বরণের সাথে ধৈর্য ধরতে পারেন, আয়ন মোটর এমন একটি আকারে সমান পরিমাণ তৈরি করতে পারে যা কম ভর এবং কম স্থান ব্যবহার করে। এবং মহাকাশযানের ক্ষেত্রে এই দুটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়।
এটি এমন একটি উপাদান যা অত্যধিক শক্তির প্রয়োজন ছাড়াই আয়নিত করা যেতে পারে, যা একটি মহাকাশযানের শক্তি বাজেটে এই কাজটি করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। বর্তমানে, পছন্দের উপাদান হল জেনন, যা আয়ন করা সহজ এবং পর্যায় সারণীতে বেশ কয়েকটি সারিতে অবস্থিত, অর্থাৎ এর প্রতিটি আয়ন তুলনামূলকভাবে ভারী। যাইহোক, জেনন এর অসুবিধা আছে। এটি তুলনামূলকভাবে বিরল (আমাদের বায়ুমণ্ডলে, এটি প্রতি 10 মিলিয়ন লোকের একটি ভগ্নাংশ মাত্র) এবং উচ্চ চাপের পাত্রে সংরক্ষণ করা আবশ্যক, যা ওজন হ্রাস দূর করে।
আয়োডিন প্রবেশ করান
আয়োডিন একটি আদর্শ বিকল্প বলে মনে হয়। এটি পর্যায় সারণীতে জেননের পাশে অবস্থিত এবং সাধারণত দুটি আয়োডিন পরমাণুর একটি অণু হিসাবে বিদ্যমান, তাই এটি সরানো প্রতিটি পদার্থের জন্য আরও ক্ষতির কারণ হতে পারে। একটি ইলেক্ট্রন হারাতে 10 শতাংশ কম শক্তি ব্যবহার করে জেননের চেয়ে আয়নাইজ করা সহজ। এবং জেননের বিপরীতে, এটি সঠিক অবস্থার অধীনে একটি কঠিন হিসাবে সুখের সাথে বিদ্যমান এবং স্টোরেজ প্রক্রিয়াটিকে ব্যাপকভাবে সরল করে। সামান্য গরম করলেই এটি একটি আয়ন ইঞ্জিন চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় গ্যাসে পরিণত হবে।
বড় খারাপ দিক হল ক্ষয়কারীতা, যা থ্রাস্টমিকে সিরামিক ব্যবহার করতে বাধ্য করেছিল বেশিরভাগ উপাদানের সাথে এটির সংস্পর্শে আসবে।
নকশায় একটি কঠিন আয়োডিন-ভরা জ্বালানী ট্যাঙ্ক অন্তর্ভুক্ত ছিল যা সৌর-চালিত প্রতিরোধের হিটার দ্বারা উত্তপ্ত হতে পারে। আয়োডিন নিজেই ছিদ্রযুক্ত অ্যালুমিনা উপাদানে ছিল, যা মুক্তির সময় কম্পনের কারণে এটিকে পচতে বাধা দেয় (অ্যালুমিনা 95 শতাংশ উন্মুক্ত, তাই এটি এর জ্বালানী সঞ্চয়ের ক্ষমতা খুব বেশি হ্রাস করেনি)। ট্যাঙ্কটি একটি ছোট টিউবের মাধ্যমে ionization চেম্বারের সাথে সংযুক্ত থাকে; ব্যবহারের পরে সিস্টেমটি ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে, বাইরের বিশ্ব থেকে জ্বালানী বন্ধ করার জন্য পাইপে যথেষ্ট আয়োডিন শক্ত হয়ে যায়।
আয়নাইজেশন চেম্বারে প্রবেশ করার পর, আয়োডিন গ্যাস ইলেকট্রন দিয়ে বোমাবর্ষণ করা হয়, যা অন্যান্য ইলেকট্রনকে ভেঙে প্লাজমা তৈরি করে। কাছাকাছি পাওয়ার গ্রিড তখন এই প্লাজমা থেকে ধনাত্মক আয়ন নিঃসরণকে ত্বরান্বিত ও উদ্দীপিত করে। ইলেকট্রনগুলিকে প্লাজমা থেকে সরানো হয়েছিল এবং সবকিছুকে বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ রাখতে আয়ন বিম দিয়ে ইনজেকশন দেওয়া হয়েছিল।
তাপ উৎপন্নকারী যন্ত্রগুলি ইলেকট্রনিক্স এবং আয়োডিন টিউবের দেয়ালের সাথে সংযুক্ত ছিল এবং যখন আবেগ সক্রিয় হয়, তখন তাপটি আয়োডিন জ্বালানীতে রূপান্তরিত হয়। এটি আয়োডিন বাষ্পীভবনের জন্য বিদ্যুতের প্রয়োজনীয়তাকে এক ওয়াটে রেখে দেয় যখন আবেগ একটি স্থির অবস্থায় পৌঁছে যায়।
পুরো সেটআপটি অবিশ্বাস্যভাবে কমপ্যাক্ট ছিল, প্রতিটি পাশে 10 সেন্টিমিটারের ঘনক্ষেত্রের মতো একই জায়গা নিয়েছিল এবং ওজন ছিল মাত্র 1.2 কিলোগ্রাম। এবং কিছু পরিমাপ দ্বারা, এটি জেনন-ভিত্তিক পুশারকে 50 শতাংশ অতিক্রম করেছে।
মহাকাশ ভিত্তিক ডেমো
বেইহাংকংশি-1 নামক কাজের সরঞ্জামের ওজন প্রায় 20 কিলোগ্রাম এবং 12 ইউনিটের বেশি উড়েছিল। এবং গত দুই বছরে, সম্ভাব্য সংঘর্ষ এড়াতে উপগ্রহের গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করতে পুশারগুলি বেশ কয়েকবার ব্যবহার করা হয়েছে। স্যাটেলাইট ট্র্যাকিং এবং অন-বোর্ড প্রপালশন মনিটরিং দেখায় যে আয়োডিন-ভিত্তিক উদ্দীপনা পরীক্ষা চলাকালীন পৃথিবীতে যেমন কাজ করেছিল।
এটি পুনরাবৃত্তি করা গুরুত্বপূর্ণ যে প্রকৃত চাপ ছোট – অপারেশন চলাকালীন প্রায় 0.8 মিলিমিটন। যাইহোক, পুশার এটিকে এক ঘন্টারও বেশি সময় ধরে ধরে রাখতে সক্ষম হয়েছিল এবং এটিকে কয়েকশ মিটার উচ্চতায় কক্ষপথে চালু করার জন্য যথেষ্ট গতি দিয়েছে। এইভাবে, যদিও এটি কখনই কক্ষপথে কিছু রাখতে পারে না, ThrustMe ডিভাইসগুলি খুব ভালভাবে কক্ষপথে বস্তুগুলিকে সরাতে পারে।
আবার, বড় সীমাবদ্ধতা হল গতি। এটি কেবল ধীরে ধীরে চলে, এবং পুশার কাজ শুরু করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে আয়োডিন গরম করতে প্রায় 10 মিনিট সময় নেয়। জরুরি কৌশলের প্রয়োজন হলে তা কাটবে না। যাইহোক, যদি আমরা ধরে নিই যে আশেপাশে কেউ একটি স্যাটেলাইট উড়িয়ে দেয়নি, তবে স্যাটেলাইটের জন্য বেশিরভাগ ঝুঁকি আগে থেকেই নির্ধারণ করা যেতে পারে।
প্রকৃতি, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-04015-y (DOI সম্পর্কে)।
