अंतरिक्ष सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी डेमो कक्षा में किया गया लॉन्च

वाशिंगटन: ट्रांसपोर्टर-6 मिशन को तीन जनवरी को केप कैनावेरल से सफलतापूर्वक लॉन्च किया गया.

जनवरी 2023 में, कैल्टेक स्पेस सोलर पावर प्रोजेक्ट (एसएसपीपी) स्पेस सोलर पावर डिमॉन्स्ट्रेटर (एसएसपीडी) नामक एक प्रोटोटाइप को कक्षा में लॉन्च करने के लिए तैयार है, जो अंतरिक्ष और बीम में सौर ऊर्जा की कटाई के लिए एक महत्वाकांक्षी योजना के कई प्रमुख घटकों का परीक्षण करेगा। ऊर्जा वापस पृथ्वी पर।

अंतरिक्ष सौर ऊर्जा बाहरी अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा की व्यावहारिक रूप से असीमित आपूर्ति में टैप करने का एक तरीका प्रदान करती है, जहां दिन और रात, मौसम और बादलों के आवरण के चक्र के बिना ऊर्जा लगातार उपलब्ध होती है।

लॉन्च, वर्तमान में 3 जनवरी के लिए निर्धारित है, परियोजना में एक प्रमुख मील का पत्थर का प्रतिनिधित्व करता है और एक बार विज्ञान कथा को वास्तविकता बनाने का वादा करता है। जब पूरी तरह से महसूस किया जाता है, तो SSPP मॉड्यूलर अंतरिक्ष यान के एक समूह को तैनात करेगा जो सूर्य के प्रकाश को इकट्ठा करता है, इसे बिजली में बदल देता है, फिर उस बिजली को वायरलेस तरीके से लंबी दूरी तक प्रसारित करता है जहाँ इसकी आवश्यकता होती है - उन जगहों सहित जहाँ वर्तमान में विश्वसनीय शक्ति तक पहुँच नहीं है।

ट्रांसपोर्टर -6 मिशन पर एक स्पेसएक्स रॉकेट पर सवार एक मोमेंटस विगोराइड अंतरिक्ष यान 50 किलोग्राम एसएसपीडी को अंतरिक्ष में ले जाएगा। इसमें तीन मुख्य प्रयोग शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक को परियोजना की एक अलग प्रमुख तकनीक का परीक्षण करने का काम सौंपा गया है:

डीओएलसीई (डिप्लॉयबल ऑन-ऑर्बिट अल्ट्रालाइट कम्पोजिट एक्सपेरिमेंट): 6 फीट x 6 फीट मापने वाली एक संरचना जो मॉड्यूलर अंतरिक्ष यान की वास्तुकला, पैकेजिंग योजना और परिनियोजन तंत्र को प्रदर्शित करती है जो अंततः एक पावर स्टेशन बनाने वाले किलोमीटर-स्केल तारामंडल का निर्माण करेगी;

एएलबीए: 32 विभिन्न प्रकार के फोटोवोल्टिक (पीवी) कोशिकाओं का संग्रह, जो अंतरिक्ष के दंडनीय वातावरण में सबसे प्रभावी कोशिकाओं के प्रकार के आकलन को सक्षम करने के लिए;

मैपल (पावर-ट्रांसफर लो-ऑर्बिट एक्सपेरिमेंट के लिए माइक्रोवेव ऐरे): अंतरिक्ष में दूरी पर वायरलेस पावर ट्रांसमिशन प्रदर्शित करने के लिए दो अलग-अलग रिसीवरों पर चुनिंदा रूप से पावर को केंद्रित करने वाले सटीक समय नियंत्रण के साथ लचीले हल्के माइक्रोवेव पावर ट्रांसमीटरों की एक सरणी।

SSPD का एक अतिरिक्त चौथा घटक इलेक्ट्रॉनिक्स का एक बॉक्स है जो Vigoride कंप्यूटर के साथ इंटरफेस करता है और तीन प्रयोगों को नियंत्रित करता है।

SSPP की शुरुआत 2011 में परोपकारी डोनाल्ड ब्रेन, इरविन कंपनी के अध्यक्ष और कैलटेक बोर्ड ऑफ ट्रस्टीज़ के आजीवन सदस्य के बाद लोकप्रिय विज्ञान पत्रिका में एक लेख में अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा निर्माण की क्षमता के बारे में जानने के बाद हुई। अंतरिक्ष सौर ऊर्जा की क्षमता से प्रेरित होकर, ब्रेन ने अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा अनुसंधान परियोजना के निर्माण पर चर्चा करने के लिए कैल्टेक के तत्कालीन अध्यक्ष जीन-लू चाम्यू से संपर्क किया। 2013 में, ब्रेन और उनकी पत्नी, ब्रिगिट ब्रेन, एक कैलटेक ट्रस्टी, परियोजना को निधि देने के लिए दान करने पर सहमत हुए। उस वर्ष डोनाल्ड ब्रेन फाउंडेशन के माध्यम से पहला दान (जो अंततः $100 मिलियन से अधिक होगा) किया गया था, और शोध शुरू हुआ।

"कई सालों से, मैंने सपना देखा है कि कैसे अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा मानवता की सबसे जरूरी चुनौतियों में से कुछ को हल कर सकती है," ब्रेन कहते हैं। "आज, मैं कैल्टेक के शानदार वैज्ञानिकों का समर्थन करने के लिए रोमांचित हूं क्योंकि वे उस सपने को वास्तविकता बनाने के लिए दौड़ रहे हैं।"

रॉकेट को अपनी वांछित ऊंचाई तक पहुंचने में लगभग 10 मिनट का समय लगेगा। इसके बाद मोमेंटस अंतरिक्ष यान को रॉकेट से कक्षा में तैनात किया जाएगा। कैलटेक टीम ऑन अर्थ लॉन्च के कुछ हफ्तों के भीतर एसएसपीडी पर अपने प्रयोग शुरू करने की योजना बना रही है।

परीक्षण के कुछ तत्व शीघ्रता से आयोजित किए जाएंगे। "हम मोमेंटस से एसएसपीडी तक पहुंच प्राप्त करने के कुछ दिनों के भीतर डीओएलसीई की तैनाती की कमान संभालने की योजना बना रहे हैं। हमें तुरंत पता चल जाना चाहिए कि डीओएलसीई काम करता है या नहीं," सर्जियो पेलेग्रिनो, कैलटेक के जॉयस और केंट क्रेसा एयरोस्पेस के प्रोफेसर और सिविल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और सह-निदेशक कहते हैं। एसएसपीपी का। पेलेग्रिनो जेपीएल में एक वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक भी हैं, जो कैल्टेक नासा के लिए प्रबंधन करता है।

अन्य तत्वों को अधिक समय की आवश्यकता होगी। इस एप्लिकेशन के लिए किस प्रकार की फोटोवोल्टिक तकनीक सबसे अच्छी होगी, इस बारे में नई जानकारी देने के लिए फोटोवोल्टिक्स के संग्रह को छह महीने तक परीक्षण की आवश्यकता होगी। MAPLE में समय के साथ विभिन्न वातावरणों के तहत सिस्टम के प्रदर्शन के मूल्यांकन के प्रारंभिक कार्य सत्यापन से प्रयोगों की एक श्रृंखला शामिल है। इस बीच, डीओएलसीई पर लगाए जाने योग्य बूम पर दो कैमरे और इलेक्ट्रॉनिक्स बॉक्स पर अतिरिक्त कैमरे प्रयोग की प्रगति की निगरानी करेंगे, और फ़ीड को पृथ्वी पर वापस प्रवाहित करेंगे। एसएसपीपी टीम को उम्मीद है कि लॉन्च के कुछ महीनों के भीतर उनके पास एसएसपीडी के प्रदर्शन का पूरा आकलन होगा।

कई चुनौतियाँ बनी हुई हैं: अंतरिक्ष में एक प्रयोग करने के बारे में कुछ भी नहीं - प्रक्षेपण से अंतरिक्ष यान की तैनाती से लेकर SSPD के संचालन तक - की गारंटी है। लेकिन चाहे कुछ भी हो, स्पेस-योग्य प्रोटोटाइप बनाने की सरासर क्षमता SSPP टीम द्वारा एक महत्वपूर्ण उपलब्धि का प्रतिनिधित्व करती है।

कैलटेक के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और मेडिकल इंजीनियरिंग के ब्रेन प्रोफेसर और एसएसपीपी के सह-निदेशक अली हाजिमिरी कहते हैं, "चाहे कुछ भी हो जाए, यह प्रोटोटाइप एक बड़ा कदम है।" "यह यहाँ पृथ्वी पर काम करता है, और अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किसी भी चीज़ के लिए आवश्यक कठोर कदमों को पार कर चुका है। अभी भी कई जोखिम हैं, लेकिन पूरी प्रक्रिया से गुजरने के बाद हमें बहुमूल्य सबक मिले हैं। हमारा मानना है कि अंतरिक्ष प्रयोग हमें बहुत कुछ प्रदान करेंगे। अतिरिक्त उपयोगी जानकारी जो परियोजना का मार्गदर्शन करेगी क्योंकि हम आगे बढ़ना जारी रखेंगे।"

यद्यपि सौर सेल 1800 के दशक के अंत से पृथ्वी पर मौजूद हैं और वर्तमान में दुनिया की लगभग 4 प्रतिशत बिजली उत्पन्न करते हैं (अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन को बिजली देने के अलावा), सौर ऊर्जा उत्पादन और संचरण के बारे में सब कुछ बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए पुनर्विचार करने की आवश्यकता है। अंतरिक्ष। सौर पैनल भारी और भारी होते हैं, जिससे उन्हें लॉन्च करना महंगा हो जाता है, और उन्हें शक्ति संचारित करने के लिए व्यापक तारों की आवश्यकता होती है। इन चुनौतियों पर काबू पाने के लिए, SSPP टीम को ऐसी प्रणाली के लिए नई तकनीकों, आर्किटेक्चर, सामग्रियों और संरचनाओं की कल्पना करनी पड़ी है, जो अंतरिक्ष सौर ऊर्जा के व्यावहारिक अहसास में सक्षम हैं, जबकि बल्क परिनियोजन के लिए लागत प्रभावी होने के लिए पर्याप्त प्रकाश है। अंतरिक्ष में, और सजा देने वाले अंतरिक्ष वातावरण का सामना करने के लिए पर्याप्त मजबूत।

"डीओएलसीई सौर-संचालित अंतरिक्ष यान और चरणबद्ध एंटीना सरणी के लिए एक नई वास्तुकला का प्रदर्शन करता है। यह अभूतपूर्व पैकेजिंग दक्षता और लचीलापन प्राप्त करने के लिए अल्ट्राथिन समग्र सामग्री की नवीनतम पीढ़ी का शोषण करता है। आगे की प्रगति के साथ हमने पहले ही काम करना शुरू कर दिया है, हम अनुप्रयोगों को उम्मीद करते हैं भविष्य के विभिन्न अंतरिक्ष मिशन," पेलेग्रिनो कहते हैं।

"संपूर्ण लचीली मैपल सरणी, साथ ही इसके कोर वायरलेस पावर ट्रांसफर इलेक्ट्रॉनिक चिप्स और ट्रांसमिटिंग तत्वों को खरोंच से डिजाइन किया गया है। यह उन वस्तुओं से नहीं बनाया गया था जिन्हें आप खरीद सकते हैं क्योंकि वे मौजूद नहीं थे। यह मौलिक पुनर्विचार एसएसपीपी के लिए स्केलेबल समाधानों को महसूस करने के लिए ग्राउंड अप से प्रणाली आवश्यक है," हाजीमिरी कहते हैं।

SSPD के भीतर तीन प्रोटोटाइप के पूरे सेट की कल्पना, डिजाइन, निर्माण और परीक्षण लगभग 35 व्यक्तियों की एक टीम द्वारा किया गया था। हाजीमिरी कहते हैं, "यह एक छोटी टीम के साथ पूरा किया गया था और अकादमिक, सेटिंग के बजाय औद्योगिक रूप से उपलब्ध संसाधनों की तुलना में काफी कम संसाधनों के साथ पूरा किया गया था। हमारी टीम के व्यक्तियों की अत्यधिक प्रतिभाशाली टीम ने इसे हासिल करना संभव बना दिया है।"

वे व्यक्ति, हालांकि - स्नातक छात्रों, पोस्टडॉक्स और अनुसंधान वैज्ञानिकों का एक संग्रह - अब बढ़ते अंतरिक्ष सौर ऊर्जा क्षेत्र में अत्याधुनिक प्रतिनिधित्व करते हैं। "हम अंतरिक्ष इंजीनियरों की अगली पीढ़ी का निर्माण कर रहे हैं," SSPP के शोधकर्ता हैरी ए। एटवाटर कहते हैं, इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंस के डिवीजन के कैलटेक के ओटिस बूथ लीडरशिप चेयर और एप्लाइड फिजिक्स एंड मैटेरियल्स साइंस के हॉवर्ड ह्यूजेस प्रोफेसर और निदेशक लिक्विड सनलाइट एलायंस, एक शोध संस्थान है जो तरल उत्पाद बनाने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने के लिए समर्पित है जिसका उपयोग औद्योगिक रसायनों, ईंधन और निर्माण सामग्री या उत्पादों के लिए किया जा सकता है।

तीन टेस्टबेड से सफलता या असफलता को विभिन्न तरीकों से मापा जाएगा। DOLCE के लिए सबसे महत्वपूर्ण परीक्षण यह है कि संरचना अपने मुड़े हुए कॉन्फ़िगरेशन से पूरी तरह से अपने खुले कॉन्फ़िगरेशन में तैनात हो जाती है। ALBA के लिए, एक सफल परीक्षण यह आकलन प्रदान करेगा कि कौन से फोटोवोल्टिक सेल अधिकतम दक्षता और लचीलेपन के साथ काम करते हैं। मैपल का लक्ष्य मांग पर विभिन्न विशिष्ट लक्ष्यों के लिए चुनिंदा फ्री-स्पेस पावर ट्रांसमिशन प्रदर्शित करना है।

"कई बार, हमने जेपीएल और दक्षिणी कैलिफोर्निया अंतरिक्ष उद्योग में सहयोगियों से डिजाइन और परीक्षण प्रक्रियाओं के बारे में सलाह मांगी जो सफल मिशन विकसित करने के लिए उपयोग की जाती हैं। हमने विफलता के जोखिम को कम करने की कोशिश की, भले ही पूरी तरह से नई तकनीकों का विकास हो। स्वाभाविक रूप से एक जोखिम भरी प्रक्रिया है," पेलेग्रिनो कहते हैं। (एएनआई)