नासा चंद्रमा पर 55 पौंड क्यूबसैट कैपस्टोन लॉन्च करेगा

आने वाले वर्षों में नासा चांद पर व्यस्त रहेगा।

एक विशाल रॉकेट एक कैप्सूल को उड़ाएगा जिसमें चंद्रमा और पीठ के चारों ओर कोई अंतरिक्ष यात्री नहीं होगा, शायद गर्मियों के अंत से पहले। रोबोटिक लैंडर्स की एक परेड चंद्रमा पर वैज्ञानिक डेटा एकत्र करने के लिए प्रयोगों को छोड़ देगी, विशेष रूप से ध्रुवीय क्षेत्रों में बंद पानी की बर्फ के बारे में। अब से कुछ साल बाद, अंतरिक्ष यात्रियों को वहाँ वापस लौटना है, आखिरी अपोलो मून लैंडिंग के बाद से आधी सदी से अधिक।

वे सभी नासा के 21वीं सदी के चंद्रमा कार्यक्रम का हिस्सा हैं जिसका नाम आर्टेमिस है, जो ग्रीक पौराणिक कथाओं में अपोलो की जुड़वां बहन थी।

सोमवार की शुरुआत में, कैपस्टोन नामक एक अंतरिक्ष यान चंद्रमा पर जाने के लिए आर्टेमिस के पहले टुकड़े के रूप में लॉन्च होने वाला है। अनुसरण करने की तुलना में, यह आकार और दायरे में मामूली है।

CAPSTONE पर कोई अंतरिक्ष यात्री नहीं होगा। अंतरिक्ष यान बहुत छोटा है, माइक्रोवेव ओवन जितना बड़ा है। यह रोबोटिक जांच चांद पर भी नहीं उतरेगी।

लेकिन यह कई मायनों में चंद्रमा के किसी भी पिछले मिशन के विपरीत है। यह सार्वजनिक-निजी भागीदारी के लिए एक टेम्पलेट के रूप में काम कर सकता है जिसे नासा भविष्य में इंटरप्लानेटरी यात्राओं पर अपने पैसे के लिए बेहतर धमाका करने के लिए कर सकता है।

नासा के लिए मिशन का प्रबंधन करने वाली कंपनी एडवांस्ड स्पेस के मुख्य कार्यकारी और अध्यक्ष ब्रैडली चीथम ने कहा, “नासा पहले भी चंद्रमा पर जा चुका है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि इसे कभी इस तरह से एक साथ रखा गया है।”

प्रक्षेपण का कवरेज नासा टेलीविजन पर सोमवार को पूर्वी समयानुसार सुबह 5 बजे शुरू होगा। अंतरिक्ष यान को सही प्रक्षेपवक्र में ले जाने के लिए रॉकेट को ठीक 5:50 बजे लॉन्च करना होता है।

मिशन का पूरा नाम सिस्लुनर ऑटोनॉमस पोजिशनिंग सिस्टम टेक्नोलॉजी ऑपरेशंस एंड नेविगेशन एक्सपेरिमेंट है। यह चंद्र कक्षा के लिए एक स्काउट के रूप में कार्य करेगा जहां एक चालक दल अंतरिक्ष स्टेशन अंततः आर्टेमिस के हिस्से के रूप में बनाया जाएगा। गेटवे नाम की वह चौकी, एक ऐसे स्टेशन के रूप में काम करेगी, जहां भविष्य के चालक दल चंद्र सतह पर जारी रखने से पहले रुकेंगे।

CAPSTONE नासा के लिए कई मायनों में असामान्य है। एक के लिए, यह फ्लोरिडा में नहीं बल्कि न्यूजीलैंड में लॉन्चपैड पर बैठा है। दूसरा, NASA ने CAPSTONE का डिज़ाइन या निर्माण नहीं किया, और न ही वह इसे संचालित करेगा। एजेंसी के पास इसका स्वामित्व भी नहीं है। कैपस्टोन एडवांस्ड स्पेस से संबंधित है, जो डेनवर के बाहरी इलाके में एक 45-कर्मचारी कंपनी है।

अंतरिक्ष यान चंद्रमा के लिए धीमी, लेकिन कुशल प्रक्षेपवक्र ले रहा है, 13 नवंबर को पहुंच रहा है। यदि मौसम या तकनीकी समस्या के कारण रॉकेट उस तात्कालिक प्रक्षेपण क्षण से चूक जाता है, तो 27 जुलाई तक अतिरिक्त संभावनाएं हैं। यदि अंतरिक्ष यान बंद हो जाता है तब तक, यह उसी दिन चंद्र की कक्षा में पहुंच जाएगा: 13 नवंबर।

CAPSTONE मिशन नासा द्वारा निजी कंपनियों के साथ नए तरीकों से सहयोग करने के प्रयासों को जारी रखता है ताकि कम लागत पर अतिरिक्त क्षमताओं को और अधिक तेज़ी से प्राप्त किया जा सके।

नासा के प्रशासक बिल नेल्सन ने कहा, “नासा के लिए यह पता लगाने और लागत कम करने के लिए यह पता लगाने का एक और तरीका है।”

CAPSTONE के लिए NASA के साथ एडवांस स्पेस का अनुबंध, 2019 में हस्ताक्षरित, जिसकी लागत $20 मिलियन थी। कैपस्टोन के लिए अंतरिक्ष की सवारी छोटी और सस्ती भी है: रॉकेट लैब द्वारा लॉन्च के लिए सिर्फ $ 10 मिलियन से कम, एक यूएस-न्यूजीलैंड कंपनी जो कक्षा में छोटे पेलोड पहुंचाने में अग्रणी है।

नासा में छोटे अंतरिक्ष यान प्रौद्योगिकी के कार्यक्रम कार्यकारी क्रिस्टोफर बेकर ने कहा, “यह तीन साल से कम समय में $ 30 मिलियन से कम होने जा रहा है।” “अपेक्षाकृत तेज़ और अपेक्षाकृत कम लागत।”

“मैं इसे एक पथप्रदर्शक के रूप में देखता हूं कि हम पृथ्वी से परे वाणिज्यिक मिशनों को सुविधाजनक बनाने में कैसे मदद कर सकते हैं,” श्री बेकर ने कहा।

CAPSTONE का प्राथमिक मिशन एक अतिरिक्त वर्ष की संभावना के साथ छह महीने तक चलना है, डॉ चीथम ने कहा।

यह जो डेटा इकट्ठा करता है वह गेटवे के नाम से जाने जाने वाले चंद्र चौकी के योजनाकारों की सहायता करेगा।

जब राष्ट्रपति डोनाल्ड जे। ट्रम्प ने 2017 में घोषणा की कि उनके प्रशासन की अंतरिक्ष नीति के लिए सर्वोच्च प्राथमिकता अंतरिक्ष यात्रियों को चंद्रमा पर वापस भेजना है, तो नासा में चर्चा “पुन: प्रयोज्य” और “टिकाऊ” थी।

इसने नासा को चंद्रमा के चारों ओर एक अंतरिक्ष स्टेशन बनाने के लिए प्रेरित किया कि अंतरिक्ष यात्री चंद्र सतह पर कैसे पहुंचेंगे। इस तरह के मंचन स्थल से उनके लिए चंद्रमा के विभिन्न हिस्सों तक पहुंचना आसान हो जाएगा।

पहला आर्टेमिस लैंडिंग मिशन, जो वर्तमान में 2025 के लिए निर्धारित है, लेकिन पीछे धकेल दिए जाने की संभावना है, गेटवे का उपयोग नहीं करेगा। लेकिन बाद के मिशन करेंगे।

नासा ने फैसला किया कि इस चौकी को रखने के लिए सबसे अच्छी जगह वह होगी जिसे निकट-रेक्टिलिनियर हेलो ऑर्बिट के रूप में जाना जाता है।

हेलो कक्षाएँ दो पिंडों के गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होती हैं – इस मामले में, पृथ्वी और चंद्रमा। दो निकायों का प्रभाव कक्षा को अत्यधिक स्थिर बनाने में मदद करता है, जिससे चंद्रमा की परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष यान को रखने के लिए आवश्यक प्रणोदक की मात्रा कम हो जाती है।

गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाएं कक्षा को पृथ्वी से दृष्टि रेखा के लगभग 90-डिग्री के कोण पर भी रखती हैं। (यह नाम का लगभग सीधा भाग है।) इस प्रकार, इस कक्षा में एक अंतरिक्ष यान कभी भी चंद्रमा के पीछे से नहीं गुजरता है जहां संचार काट दिया जाएगा।

गेटवे जिस कक्षा की यात्रा करेगा वह चंद्रमा के उत्तरी ध्रुव के लगभग 2,200 मील के दायरे में आती है और दक्षिणी ध्रुव पर जाते ही 44,000 मील की दूरी पर समाप्त हो जाती है। चंद्रमा के चारों ओर एक यात्रा में लगभग एक सप्ताह का समय लगेगा।

अंतर्निहित गणित के संदर्भ में, निकट-रेक्टिलिनियर हेलो ऑर्बिट जैसे विदेशी प्रक्षेपवक्र अच्छी तरह से समझे जाते हैं। लेकिन यह भी एक ऐसी कक्षा है जहां पहले कोई अंतरिक्ष यान नहीं गया है।

इस प्रकार, कैपस्टोन।

गेटवे के प्रोग्राम मैनेजर डैन हार्टमैन ने कहा, “हमें लगता है कि हमारे पास यह बहुत, बहुत अच्छी तरह से विशेषता है।” “लेकिन इस विशेष कैपस्टोन पेलोड के साथ, हम अपने मॉडल को मान्य करने में मदद कर सकते हैं।”

व्यवहार में, सटीक स्थानों को इंगित करने के लिए चंद्रमा के चारों ओर किसी भी वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम उपग्रहों के बिना, यह कुछ परीक्षण और त्रुटि का पता लगा सकता है कि अंतरिक्ष यान को वांछित कक्षा में कैसे रखा जाए।

“सबसे बड़ी अनिश्चितता वास्तव में यह जानना है कि आप कहां हैं,” डॉ चीथम ने कहा। “आप अंतरिक्ष में कभी नहीं जानते कि आप कहां हैं। इसलिए आपके पास हमेशा एक अनुमान होता है कि यह कहां है और इसके आसपास कुछ अनिश्चितता है।”

नासा के अन्य मिशनों की तरह, CAPSTONE नासा के रेडियो डिश एंटेना के डीप स्पेस नेटवर्क से संकेतों का उपयोग करके अपनी स्थिति का एक अनुमान लगाएगा और फिर, यदि आवश्यक हो, तो चंद्रमा से सबसे दूर के बिंदु को पार करने के बाद ही वांछित कक्षा की ओर वापस आ जाएगा।

CAPSTONE अपनी स्थिति खोजने के वैकल्पिक तरीके का भी परीक्षण करेगा। यह संभावना नहीं है कि कोई भी चंद्रमा के चारों ओर जीपीएस नेटवर्क बनाने में समय और खर्च करेगा। लेकिन नासा के लूनर टोही ऑर्बिटर सहित अन्य अंतरिक्ष यान हैं, जो चंद्रमा की परिक्रमा कर रहे हैं, और आने वाले वर्षों में और अधिक आने की संभावना है। एक दूसरे के साथ संचार करके, अलग-अलग कक्षाओं में अंतरिक्ष यान का एक बेड़ा संक्षेप में एक तदर्थ जीपीएस स्थापित कर सकता है।

एडवांस्ड स्पेस इस तकनीक को सात साल से अधिक समय से विकसित कर रहा है, और अब यह कैपस्टोन के साथ लूनर रिकोनिसेंस ऑर्बिटर के साथ आगे और पीछे सिग्नल भेजने के साथ अवधारणा का परीक्षण करेगा। “हम यह निर्धारित करने में सक्षम होंगे कि समय के साथ दोनों अंतरिक्ष यान कहाँ हैं,” डॉ चीथम ने कहा।

जैसे ही इसने CAPSTONE को विकसित करना शुरू किया, एडवांस्ड स्पेस ने भी अंतरिक्ष यान में एक कंप्यूटर-चिप-स्केल परमाणु घड़ी जोड़ने का फैसला किया और उस समय की तुलना पृथ्वी से प्रसारित होने वाले समय से की। वह डेटा अंतरिक्ष यान के स्थान को इंगित करने में भी मदद कर सकता है।

चूंकि एडवांस्ड स्पेस कैपस्टोन का मालिक है, इसलिए नासा से अनुमति प्राप्त किए बिना उस परिवर्तन को करने की लचीलापन थी। और जबकि एजेंसी अभी भी इस तरह की परियोजनाओं पर बारीकी से सहयोग करती है, यह लचीलापन निजी कंपनियों जैसे एडवांस्ड स्पेस और नासा दोनों के लिए एक वरदान हो सकता है।

डॉ. चीथम ने कहा, “चूंकि हमने अपने विक्रेताओं के साथ एक वाणिज्यिक अनुबंध किया था, जब हमें कुछ बदलने की जरूरत थी, तो उसे सरकारी अनुबंध अधिकारियों की बड़ी समीक्षा से नहीं गुजरना पड़ा।” “इससे गति के दृष्टिकोण से मदद मिली।”

दूसरा पहलू यह है कि क्योंकि एडवांस्ड स्पेस ने मिशन के लिए एक निश्चित शुल्क पर बातचीत की थी, कंपनी अतिरिक्त पैसे मांगने के लिए नासा नहीं जा सकती थी (हालांकि इसे कोविड -19 महामारी के कारण आपूर्ति श्रृंखला में देरी के कारण अतिरिक्त भुगतान प्राप्त हुआ)। अधिक पारंपरिक नासा अनुबंध जिन्हें “लागत-प्लस” के रूप में जाना जाता है, वे जो खर्च करते हैं उसके लिए कंपनियों की प्रतिपूर्ति करते हैं और फिर एक शुल्क जोड़ते हैं – लाभ के रूप में प्राप्त – उसके ऊपर, जो लागत को नियंत्रण में रखने के लिए उनके लिए थोड़ा प्रोत्साहन प्रदान करता है।

डॉ. चीथम ने कहा, “जैसे-जैसे चीजें सामने आईं, हमें यह पता लगाना था कि उनसे बहुत कुशलता से कैसे निपटा जाए।”

यह एलोन मस्क के स्पेसएक्स के साथ निश्चित-मूल्य अनुबंधों का उपयोग करने की नासा की सफल रणनीति के समान है, जो अब अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से कार्गो और अंतरिक्ष यात्रियों को एजेंसी के अपने अंतरिक्ष शटल की तुलना में बहुत कम लागत पर ले जाती है। स्पेसएक्स के लिए, नासा के निवेश ने इसे गैर-नासा ग्राहकों को आकर्षित करने में सक्षम बनाया, जो पेलोड और निजी अंतरिक्ष यात्रियों को कक्षा में लॉन्च करने में रुचि रखते हैं।

कैपस्टोन तक, एडवांस्ड स्पेस का काम ज्यादातर सैद्धांतिक था – कक्षाओं का विश्लेषण और इसके तदर्थ जीपीएस के लिए सॉफ्टवेयर लिखना – अंतरिक्ष यान का निर्माण और संचालन नहीं।

कंपनी अभी भी वास्तव में अंतरिक्ष यान-निर्माण व्यवसाय में नहीं है। “हमने अंतरिक्ष यान खरीदा,” डॉ चीथम ने कहा। “मैं लोगों को बताता हूं कि उन्नत में हम यहां केवल एक ही हार्डवेयर बनाते हैं जो लेगोस है। हमारे पास लेगो का एक बड़ा संग्रह है।”

पिछले कुछ दशकों में, क्यूबसैट के रूप में जाने जाने वाले छोटे उपग्रहों का प्रसार हुआ है, जिससे अधिक कंपनियां एक मानकीकृत डिजाइन के आधार पर अंतरिक्ष यान का निर्माण करने में सक्षम हैं, जिसमें प्रत्येक घन आकार में 10 सेंटीमीटर या चार इंच है। कैपस्टोन 12 क्यूब्स की मात्रा के साथ सबसे बड़े में से एक है, लेकिन एडवांस्ड स्पेस इसे इरविन, कैलिफ़ोर्निया के टावाक नैनो-सैटेलाइट सिस्टम से लगभग ऑफ-द-शेल्फ खरीदने में सक्षम था।

इसके लिए अभी भी बहुत सारी समस्या-समाधान की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, अधिकांश क्यूबसैट सतह से कुछ सौ मील ऊपर, कम-पृथ्वी की कक्षा में हैं। चंद्रमा लगभग सवा लाख मील दूर है।

“किसी ने चाँद पर क्यूबसैट नहीं उड़ाया,” डॉ चीथम ने कहा। “तो यह समझ में आता है कि चंद्रमा पर क्यूबसैट उड़ाने के लिए किसी ने भी रेडियो नहीं बनाया है। और इसलिए हमें उन विवरणों को समझने के लिए वास्तव में गोता लगाना पड़ा और वास्तव में कुछ अलग-अलग लोगों के साथ साझेदारी की ताकि सिस्टम काम कर सके।”

गेटवे प्रोग्राम मैनेजर श्री हार्टमैन कैपस्टोन को लेकर उत्साहित हैं लेकिन कहते हैं कि चंद्र चौकी के साथ आगे बढ़ना जरूरी नहीं है। गेटवे के पहले दो मॉड्यूल के निर्माण के लिए नासा पहले ही अनुबंध प्रदान कर चुका है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी भी दो मॉड्यूल का योगदान दे रही है।

“क्या हम इसके बिना उड़ सकते हैं?” श्री हार्टमैन ने कैपस्टोन के बारे में कहा। “हाँ। क्या यह अनिवार्य है? नहीं।”

लेकिन उन्होंने कहा, “किसी भी समय आप अपने मॉडल में त्रुटि सलाखों को कम कर सकते हैं हमेशा एक अच्छी बात है।”

डॉ. चीथम इस बारे में सोच रहे हैं कि आगे क्या हो सकता है, शायद चंद्रमा पर और अधिक मिशन, या तो नासा या अन्य वाणिज्यिक भागीदारों के लिए। वह भी आगे की सोच रहा है।

“मैं इस बारे में सोचने के बारे में बहुत उत्सुक हूं कि हम मंगल ग्रह पर एक समान प्रकार की चीज कैसे कर सकते हैं,” उन्होंने कहा। “मैं वास्तव में शुक्र में भी व्यक्तिगत रूप से बहुत दिलचस्पी रखता हूं। मुझे लगता है कि इस पर पर्याप्त ध्यान नहीं दिया जाता।”