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Friday, May 14, 2021

“फसल कटाई पसंद नहीं है!” हम वास्तव में इंटरस्टेलर स्पेस को नेविगेट कैसे करेंगे – यूनिवर्स टुडे

4 मईवें तुम्हारे साथ!

मोसेस ईस्ली स्पेस पोर्ट से बाहर निकलते हुए, मिलेनियम फाल्कन ने हमारे एडवेंचरर्स को टाटूइन से बाहर निकाल कर ल्यूक स्काईवॉकर को दहलीज के पार पहुंचाया। इम्पीरियल स्टार डेस्ट्रॉयर बंद होने के साथ, ल्यूक ने हान सोलो के हाइपर्सस्पेस में कूदने में देरी की। फाल्कन के “नेवीकंप्यूटर” के माध्यम से इन गणनाओं को करने में समय लगता है। हान बताते हैं कि अन्यथा वे “एक स्टार के माध्यम से सही उड़ सकते हैं” या “सुपरनोवा के बहुत करीब उछाल”। (शायद प्रत्येक का एक ही प्रभाव – सुपरनोवा बौने भी हैं?)

जहाँ आप जा रहे हैं, यह जानने के लिए आकाशीय गणना की आवश्यकता है। स्टार वार्स में ये जहाज कंप्यूटर द्वारा, या बाद में R2-D2 जैसे भरोसेमंद एस्ट्रोटर्फ ड्रॉइड द्वारा किए जाते हैं। लेकिन, पहली बार, इंटरस्टेलर स्पेस के माध्यम से ऑटोवॉवेट करने के लिए एक जहाज की क्षमता का अनुकरण किया गया है। जबकि हाइपरस्पेस गति पर नहीं, सिमुलेशन प्रकाश की आधी गति तक वेग के लिए खाता है। के द्वारा बनाई गई Coryn AL Bailer- जोन्स मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी के लिए, ये सिमुलेशन हमारे खुद के “नविकॉम्पैक्टर्स” (या आर 2-डी 2 एस बनाने के लिए पहला कदम हो सकता है यदि उनके पास एक व्यक्तित्व है)।

सबसे दूर की वस्तु जिसे हमने अंतरिक्ष में भेजा है, वोयेजर 1, 1977 में लॉन्च किया गया था (स्टार वार्स की रिहाई के रूप में उसी वर्ष)। सौर प्रणाली को छोड़ने में 4 दशक लग गए। इंटरस्टेलर शिल्प की अगली पीढ़ी कहीं अधिक तेज़ हो सकती है, लेकिन नेविगेट करने के लिए अपने तरीके की भी आवश्यकता होती है
सी। नासा

कर्ड काटना

ब्रह्मांड में हमने जो सबसे दूर की वस्तु भेजी है वह वॉयेजर 1 अंतरिक्ष जांच है। प्रोब की तरह मल्लाह पृथ्वी के साथ रडार और रेडियो संकेतों के माध्यम से अपनी स्थिति को अपडेट करता है। आप वास्तव में मल्लाह के आर को ट्रैक कर सकते हैंeal समय स्थान ऑनलाइन। शिल्प का स्थान पृथ्वी पर दो भू-आधारित स्टेशनों का उपयोग करके त्रिभुजित किया जाता है और फिर स्पष्ट रूप से क्वासर की तरह अंतरिक्ष यान की स्पष्ट स्थिति (लेकिन इसके निकट नहीं) के बगल में एक ज्ञात उज्ज्वल वस्तु की स्थिति होती है। यह ट्रैकिंग सिस्टम एक विशाल प्रकाश-आधारित गर्भनाल की तरह है जो शिल्प को पृथ्वी से जोड़ता है। लेकिन इन शिल्पों के पास अपने स्वयं के Navicomputers या R2 यूनिट नहीं हैं। सभी मार्गदर्शन पृथ्वी के कनेक्शन पर निर्भर है। एक बार जब अंतरिक्ष शिल्प सिग्नल सीमा से बाहर हो जाता है, या यदि सिग्नल बाधित होता है, तो शिल्प में नेविगेट करने में सक्षम होने का आंतरिक तरीका नहीं है। वायेजर जैसे प्रभा अंततः पृथ्वी से संबंध खो देगी और सैकड़ों लाखों वर्षों तक बहाव के लिए छोड़ दी जाएगी। हम कभी नहीं जान सकते हैं कि वे कहां समाप्त होते हैं या उन्हें कौन पाता है – यदि कोई भी।

क्वैसर, आकाशगंगाओं के केंद्रों पर सक्रिय ब्लैक होल, ब्रह्मांड में सबसे चमकदार वस्तुओं में से एक हैं। अगर वे धरती से आते हैं तो आकाशीय नेविगेशन के लिए उनका उपयोग किया जा सकता है। लेकिन एक अंतरिक्ष यान को समुद्र पर जहाजों की तरह तारों पर भरोसा करने की आवश्यकता होगी। सी। SpaceEngine लेखक द्वारा

सितारों के एक समुद्र में

यदि हम शिल्प को गहरे अंतरिक्ष में भेजने की योजना बना रहे हैं, तो उन्हें पृथ्वी से निर्देशों के बिना नेविगेट करने और पाठ्यक्रम सुधार करने की आवश्यकता है। एक प्रस्तावित विधि ज्ञात पल्सर को संदर्भित करके है। पल्सर प्रलयकारी सुपरनोवा विस्फोट से निर्मित मृत सितारों के अवशेष हैं। जैसे-जैसे तारे हिंसक रूप से ढहते हैं, उनका कोणीय संवेग या स्पिन एक तेजी से छोटी और छोटी वस्तु में स्थानांतरित हो जाता है – एक आकृति स्केटर की तरह लगता है जो उनकी बाहों को पीछे हटा रहा है। ये पल्सर ज्ञात दूरी पर ज्ञात आवृत्तियों के साथ घूमते हैं। यह निर्धारित करने के लिए कि आप 3 डी अंतरिक्ष में हैं, इंटरस्टेलर जीपीएस उपग्रहों की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है। हालाँकि, इस बात पर कुछ बहस है कि यह प्रणाली कितनी सही है क्योंकि आपको केवल कुछ मुट्ठी भर पल्सर और स्पेस डस्ट / गैस पर निर्भर रहना होगा, जिसे इंटरस्टेलर मीडियम कहा जाता है, इन पल्सर गणनाओं में त्रुटि का परिचय दे सकता है।

तो बैलर-जोन्स एक ऐसी विधि का सुझाव देता है जो समुद्र को नेविगेट करने के रूप में प्राचीन है। एक sextant का उपयोग करें। समुद्र पर सदियों से आकाशीय नेविगेशन किया जा चुका है। वेसल्स पृथ्वी की सतह पर स्थिति की गणना करने के लिए एक तारे या सूर्य और क्षितिज के बीच कोण या “कोणीय दूरी” को मापने के लिए एक अलग का उपयोग करेगा।

क्रैब नेबुला की समग्र छवि चंद्रा (नीले और सफेद), हबल (बैंगनी) से ऑप्टिकल डेटा, और स्पिट्जर (गुलाबी) से अवरक्त डेटा की एक्स-रे की सुविधा है। निहारिका के केंद्र में वस्तु एक पल्सर है। इन्हें ऐसी वस्तुओं के रूप में भी वर्गीकृत किया गया है जिनका उपयोग खगोलीय नेविगेशन c के लिए किया जा सकता है। चंद्रा एक्स-रे ऑब्जर्वेटरी

इंटरस्टेलर अंतरिक्ष में गहरी एक अंतरिक्ष यान एक समान तकनीक का उपयोग कर सकता है जो तारों के बीच कोणीय दूरी को मापता है और समय के साथ उनके स्थान में परिवर्तन करता है जहां यह उन सितारों के सापेक्ष है। अंतरिक्ष में यात्रा करते समय सितारे दो कारणों से चलते हैं। पहला लंबन है, सहूलियत बिंदु में आपके परिवर्तन के कारण किसी वस्तु की कथित गति। आप स्थिति में इस बदलाव को देख सकते हैं यदि आप अपने एक हाथ को बाहों की लंबाई में पकड़ते हैं और अपनी अंगुलियों को एक आंख से बंद करके देखते हैं तो दूसरे में। आपकी उंगलियां “चाल” के लिए दिखाई देती हैं। हम आकाश को इसी तरह से देखते हैं।

जैसे ही हमारी पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है, हम सितारों की स्थिति में बदलाव को देखते हैं। जब हम अपनी कक्षा में एक तरफ होते हैं, तो ऐसा लगता है कि हम आकाश को एक आँख से खोलकर देख रहे हैं जैसे कि हाथ के उदाहरण के साथ। छह महीने बाद, हम सूर्य के दूसरी ओर दूसरी आंख के साथ देख रहे हैं। वह राशि जो एक स्टार शिफ्ट हमें पार्सकेस (अहम … हान सोलो आप ध्यान दे रहे हैं? पार्सेक दूरी का एक माप है) में उस स्टार के लिए एक दूरी की गणना देता है। एक पारसेक की दूरी पर एक तारा एक “आर्सेकंड” (3600) आकाश में स्थिति बदलने के लिए दिखाई देगावें सूर्य के चारों ओर हमारी कक्षा के 6 महीनों में आकाश में एक डिग्री)। एक पारसेक लगभग 3.26 प्रकाश वर्ष का अनुवाद करता है। इसी तरह, एक मूविंग स्पेस क्राफ्ट में, एक स्टार 1 पार्स दूर, प्रत्येक एयू (खगोलीय इकाई = पृथ्वी और सूर्य के बीच औसत दूरी = लगभग 150 मिलियन किलोमीटर) के लिए 1 आर्सेकेंड द्वारा विस्थापित किया जाएगा, जहाज अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा करता है।

समुद्र की यात्रा करने वाले लोगों द्वारा उनका रास्ता खोजने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सेक्स्टेंट – सी। सार्वजनिक डोमन

अंतरिक्ष यान के ग्राउंड आधारित अवलोकन के विपरीत, दूर के क्वासर इस परिदृश्य में काम नहीं करेंगे, क्योंकि वे अभी भी बहुत दूर हैं। पृथ्वी के सबसे नजदीक का अर्ध-प्रकाश प्रकाश वर्ष का आधा बिलियन दूर है और इसलिए लंबन प्रभाव व्यावहारिक रूप से अदृश्य है। इसके बजाय, शिल्प अपनी यात्रा के साथ माप बनाने के लिए निकटतम और सबसे चमकीले सितारों का अवलोकन कर रहा होगा क्योंकि वे सितारे सबसे बड़े लंबन प्रभाव का प्रदर्शन करेंगे।

सितारे भी स्थिति बदलते दिखाई देंगे क्योंकि वे खुद मिल्की वे के माध्यम से आगे बढ़ रहे हैं। एक बढ़ते अंतरिक्ष यान में हम उन सितारों के जितने करीब होंगे, समय के साथ उनकी अपनी गति उतनी ही स्पष्ट होगी। इसकी वजह से आकाश में तारे की स्पष्ट स्थिति का परिवर्तन वास्तविक जहाज के सापेक्ष अंतरिक्ष के माध्यम से गति को “अपघात” कहा जाता है। अंतरिक्ष यान किसी तारे की स्थिति में परिवर्तन को लंबन या विपथन से अलग कर सकता है। दो प्रकार की गति, लंबन और पृथक्करण, एक साथ लिए गए अंतरिक्ष यान के बारे में दो बातें बता सकते हैं, जिन्हें हमें जानना आवश्यक है। लंबन हमें 3 डी अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यान की वास्तविक समय की स्थिति प्रदान करता है। अबेरेशन हमें इन तारों की गति के सापेक्ष अंतरिक्ष यान का वेग देता है।

काम करने की प्रणाली के लिए, अंतरिक्ष यान ज्ञात तारा स्थितियों और वेगों के एक स्टार चार्ट को ले जाएगा जो पहले से ही पृथ्वी से मैप किए गए हैं जैसे कि स्टारचेटिंग मिशन के डेटा का उपयोग करना जीएआइए तथा हिप्पोकोर्स। गैया अकेले आकाशगंगा का 1% मैपिंग कर रही है… .जब तक आपको ऐसा प्रतीत नहीं होता है जब तक आपको पता नहीं है कि यह 1 बायिलियन स्टार है। यदि हमारा शिल्प अंतरिक्ष में भी कुछ प्रकाश वर्ष की यात्रा करने जा रहा है – तो जितना हम कभी हुए हैं – उससे कहीं अधिक यह मानचित्र पर्याप्त से अधिक है।

कोणीय माप की इकाइयाँ c। विकिपीडिया

एक सिमुलेटेड नेवीकंप्यूटर

वर्चुअल स्पेसक्राफ्ट के बारे में कुछ धारणाएं बनाने की आवश्यकता है जो हम ब्रह्मांड में भेज रहे हैं जिसे बेलीर-जोन्स सिमुलेशन के लिए चुनता है। गैया सितारों के बीच को-मिलियरेसेकंड के नीचे कोणीय दूरी पर सटीकता प्राप्त कर सकता है। ठीक ठीक माप। लेकिन सुरक्षित होने के लिए, यह अनुकरण मानता है कि अंतरिक्ष यान कम से कम एक चाप सेकंड तक माप सकता है। हम नहीं जानते कि शिल्प पर नौवहन उपकरण कितने शक्तिशाली हो सकते हैं। याद रखें, एक इंटरस्टेलर जांच को संभवतः कॉम्पैक्ट करने के साथ-साथ अन्य संवेदी उपकरण भी ले जाने की आवश्यकता होती है। अधिक सटीक कोणीय माप का अर्थ है नेविगेट करने के लिए बड़े दूरबीन।

अंतरिक्ष यान, मौजूदा स्टार चार्ट का उपयोग करते हुए, अंतरिक्ष शिल्प के सापेक्ष तारों की अपेक्षित दिशाओं और वेगों तक पहुंच है। शिल्प इन तारों और एक संदर्भ तारे के चयन के बीच कोणीय दूरियों को मापता है, जिस पर एक जहाज पर हमेशा लगा रहता है। इस स्थिति में, वह तारा हमारा अपना सूर्य हो सकता है, लेकिन किसी भी तारे का उपयोग किया जा सकता है और यह एक महत्वपूर्ण बात है क्योंकि इस प्रणाली का पूरा बिंदु यह है कि नेविगेशन काम करता है चाहे आप जहां से शुरू हुए हों।

सिमुलेशन ने शिल्प को पृथ्वी से .1 और 10 प्रकाश वर्ष के बीच रखा – इस बात का एक ऊपरी अनुमान कि अंतर-तारकीय यात्रा में हमारा पहला प्रयास कितनी दूर तक जाएगा। हमारे खुद के सबसे करीबी स्टार प्रोक्सिमा सेंटौरी को याद रखें, यह केवल 4.2 प्रकाश वर्ष दूर है। यहां तक ​​कि यह आश्चर्यजनक होगा। जहाज को 0 से 500 किमी / एस तक की गति के साथ-साथ सापेक्षतावादी (प्रकाश की गति के करीब) 0.5c (.5 गुना प्रकाश की गति – .5। PAST प्रकाश गति) तक की गति पर भी सिम्युलेटेड किया गया है। यदि हम किसी अन्य सौर मंडल में जाना चाहते हैं, तो हमें प्रकाश की गति से एक अच्छे अंश पर यात्रा करने की आवश्यकता होगी और सिमुलेशन यह पकड़ना चाहता है कि हमारे नेविगेशन पर क्या प्रभाव पड़ता है।

“पैल ब्लू डॉट” छवि की अपडेट की गई 30 वीं वर्षगांठ संस्करण – 14 फरवरी 1990 को मल्लाह 1 द्वारा कैप्चर की गई पृथ्वी की अब तक की सबसे दूर की तस्वीर। अंतर्राज्यीय अंतरिक्ष में लंबी यात्रा के लिए अपने कैमरों को बंद करने से पहले यह आखिरी छवि थी। सी। नासा / जेपीएल

आपका 20 क्या है?

सिमुलेशन के परिणाम – हां, आप यह पता लगा सकते हैं कि आप अंतरिक्ष में कहां हैं! दूसरे, बेलीर-जोन्स सटीकता की किस डिग्री के साथ निर्धारित किया गया है। उदाहरण के लिए, .39c पर यात्रा करने वाले 1 “कोणीय माप सटीकता के साथ संदर्भ बिंदु के रूप में 10 सितारों का उपयोग करके, अंतरिक्ष यान यह निर्धारित कर सकता है कि यह 5AU स्थिति सटीकता के भीतर और 5km / s वेग सटीकता के भीतर कहां है। बुरा नहीं। 5AU अंतरिक्ष का एक बड़ा बुलबुला है। हालांकि, 100 सितारों का उपयोग करके शिल्प 1.2 एयू के भीतर ही पता लगा सकता है और इसके वेग को 6 किमी / सेकंड के भीतर निर्धारित कर सकता है। इसके अलावा, रिलेटिविस्टिक गति से यात्रा करने से यह जानने की शिल्प की समग्र क्षमता में बदलाव नहीं होता है कि यह कहां है। (हम FTL जहाजों के अगले जीन के लिए समस्या छोड़ देंगे)

यदि आप कोणीय दूरी माप सटीकता को .1 आर्सेकंड तक बढ़ाते हैं, तो शिल्प के स्थान को केवल 20 सितारों का उपयोग करके .3AU और वेग से 200 मीटर / के भीतर मापा जा सकता है। तो मापने की सटीकता को बढ़ाने की किसी भी अतिरिक्त क्षमता को कम करना पड़ता है कि आपको कितने कुल गणना करने की आवश्यकता है। उम्मीद है कि हान यह जानते हैं।

बेलीर-जोन्स के शोध को पढ़ते हुए, मुझे लगता है कि तारों के माध्यम से उड़ान भरने वाले हमारे मूत आभासी अंतरिक्ष यान के लिए एक संबंध है। यह अभी भी हाइपरस्पेस से एक लंबा रास्ता तय कर रहा है, और हम इतनी तेजी से नहीं उड़ रहे हैं कि वे अन्य सितारों को उड़ने के बारे में चिंता करते हैं, लेकिन हम अन्य सितारों के लिए उड़ान भरने के कगार पर हो सकते हैं। मुझे उम्मीद है कि जहाज के नौवहन कंप्यूटरों को कम से कम कुछ प्रकार के विज्ञान-फाई थीम वाले नाम दिए गए हैं। आर 2? L3? Chewy? … Chekov? उन में से कोई भी करेगा।

विशेष रुप से प्रदर्शित छवि: लेखक द्वारा SpaceEngine में नकली हाइपरस्पेस कूदो

अधिक का पता लगाने के लिए:

मूल शोध आलेख “अंतरिक्ष में खोना? खगोलविज्ञानी ने एक एस्ट्रोमेट्रिक स्टार कैटलॉग का उपयोग किया

नासा अब सूर्य से 1,000 एयू जाने के लिए एक मिशन की योजना बना रहा है, इंटरस्टेलर स्पेस – यूनिवर्स टुडे

गैया मिशन

ईएसए – हिप्पोस्कोप अवलोकन

सौर प्रणाली 33,000 वर्षों से एक सुपरनोवा के मलबे के माध्यम से उड़ान भर रही है – यूनिवर्स टुडे

यूनिवर्स मेड-यूनिवर्स टुडे के सबसे विस्तृत 3 डी मैप के माध्यम से उड़ान लें

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