अंतरिक्ष यान विद्युत प्रणोदन

From Vigyanwiki
Revision as of 12:47, 27 January 2023 by alpha>Indicwiki (Created page with "{{Short description|Type of space propulsion}} {{Use dmy dates|date=September 2020}} thumb|[[नासा जेट प्रणोदन...")
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)

नासा जेट प्रणोदन प्रयोगशाला में 6 किलोवाट्ट हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर ऑपरेशन में

अंतरिक्ष यान विद्युत प्रणोदन (या सिर्फ विद्युत प्रणोदन) अंतरिक्ष यान प्रणोदन तकनीक का एक प्रकार है जो बड़े पैमाने पर उच्च गति में तेजी लाने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है और इस प्रकार कक्षा में अंतरिक्ष यान के वेग को संशोधित करने के लिए जोर उत्पन्न करता है।[1]प्रणोदन प्रणाली को बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

इलेक्ट्रिक थ्रस्टर आमतौर पर रासायनिक रॉकेट की तुलना में बहुत कम प्रणोदक का उपयोग करते हैं क्योंकि उनके पास रासायनिक रॉकेट की तुलना में उच्च निकास गति (उच्च विशिष्ट आवेग पर काम करती है) होती है।[1] सीमित विद्युत शक्ति के कारण रासायनिक रॉकेट की तुलना में जोर बहुत कमजोर होता है, लेकिन विद्युत प्रणोदन लंबे समय तक जोर दे सकता है।Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag भविष्य में, सबसे उन्नत इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स का डेल्टा-सीी प्रदान करने में सक्षम हो सकते हैं 100 km/s (62 mi/s), जो एक अंतरिक्ष यान को सौर मंडल के बाहरी ग्रहों (परमाणु शक्ति के साथ) तक ले जाने के लिए पर्याप्त है, लेकिन अंतरतारकीय यात्रा के लिए अपर्याप्त है।[1][2] एक बाहरी शक्ति स्रोत के साथ एक इलेक्ट्रिक रॉकेट (अंतरिक्ष यान पर सौर पैनलों पर लेज़र के माध्यम से संचरित) इंटरस्टेलर यात्रा के लिए एक सैद्धांतिक संभावना है।[3][4] हालांकि, विद्युत प्रणोदन पृथ्वी की सतह से प्रक्षेपण के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि यह बहुत कम बल प्रदान करता है।

मंगल ग्रह की यात्रा पर, एक विद्युत चालित जहाज अपने प्रारंभिक द्रव्यमान का 70% गंतव्य तक ले जाने में सक्षम हो सकता है, जबकि एक रासायनिक रॉकेट केवल कुछ प्रतिशत ही ले जा सकता है।[5]


इतिहास

अंतरिक्ष यान के लिए विद्युत प्रणोदन का विचार 1911 में कॉन्स्टेंटिन त्सोल्कोवस्की द्वारा पेश किया गया था।[6] इससे पहले, रॉबर्ट गोडार्ड (वैज्ञानिक) ने अपनी व्यक्तिगत नोटबुक में ऐसी संभावना का उल्लेख किया था।[7] 15 मई 1929 को, सोवियत संघ अनुसंधान प्रयोगशाला गैस डायनेमिक्स प्रयोगशाला (GDL) ने इलेक्ट्रिक रॉकेट इंजन का विकास शुरू किया। वैलेंटाइन ग्लुशको के नेतृत्व में,[8] 1930 के दशक की शुरुआत में उन्होंने अंतरिक्ष यान विद्युत प्रणोदन#टाइप रॉकेट इंजन का दुनिया का पहला उदाहरण बनाया।[9]Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag यह 20 जुलाई 1964 को लॉन्च हुआ और 31 मिनट तक चला।[10]3 फरवरी 1970, SERT-2 को एक अनुवर्ती मिशन शुरू किया गया। इसमें दो आयन प्रणोदक लगे थे, जिनमें से एक पांच महीने से अधिक समय तक और दूसरा लगभग तीन महीने तक संचालित रहा।[10][11][12] 2010 के प्रारंभ तक, कई उपग्रह निर्माता अपने उपग्रहों पर विद्युत प्रणोदन विकल्पों की पेशकश कर रहे थे - ज्यादातर ऑन-ऑर्बिट अंतरिक्ष यान रवैया नियंत्रण के लिए - जबकि कुछ वाणिज्यिक संचार उपग्रह संचालक पारंपरिक रासायनिक रॉकेट अपॉजी किक मोटर के स्थान पर भू-समकालिक कक्षा सम्मिलन के लिए उनका उपयोग करने लगे थे। .[13]


प्रकार

आयन और प्लाज्मा ड्राइव

इस प्रकार के रॉकेट जैसे प्रतिक्रिया इंजन प्रणोदक से प्रणोद प्राप्त करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करते हैं। रॉकेट इंजनों के विपरीत, इस प्रकार के इंजनों को रॉकेट नोजल की आवश्यकता नहीं होती है, और इसलिए इन्हें वास्तविक रॉकेट नहीं माना जाता है।[citation needed] अंतरिक्ष यान के लिए विद्युत प्रणोदन थ्रस्टर्स को प्लाज्मा के आयनों को गति देने के लिए प्रयुक्त बल के प्रकार के आधार पर तीन परिवारों में बांटा जा सकता है:

इलेक्ट्रोस्टैटिक

Main article: Ion thruster

यदि त्वरण मुख्य रूप से कूलम्ब बल (अर्थात् त्वरण की दिशा में एक स्थिर विद्युत क्षेत्र का अनुप्रयोग) के कारण होता है, तो डिवाइस को इलेक्ट्रोस्टैटिक माना जाता है। प्रकार:

इलेक्ट्रोथर्मल

इलेक्ट्रोथर्मल श्रेणी समूह उपकरण जो थोक प्रणोदक के तापमान को बढ़ाने के लिए प्लाज्मा (भौतिकी) उत्पन्न करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। प्रणोदक गैस को प्रदान की जाने वाली तापीय ऊर्जा को ठोस सामग्री या चुंबकीय क्षेत्र के नोक द्वारा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रकार की प्रणाली के लिए कम आणविक भार वाली गैसें (जैसे हाइड्रोजन, हीलियम, अमोनिया) पसंदीदा प्रणोदक हैं।

एक इलेक्ट्रोथर्मल इंजन गर्मी को रैखिक गति में परिवर्तित करने के लिए एक नोजल का उपयोग करता है, इसलिए यह एक वास्तविक रॉकेट है, भले ही गर्मी पैदा करने वाली ऊर्जा बाहरी स्रोत से आती है।

विशिष्ट आवेग (आईएसपी) के मामले में इलेक्ट्रोथर्मल सिस्टम का प्रदर्शन 500 से ~ 1000 सेकेंड है, लेकिन ठंडा गैस थ्रस्टर, मोनोप्रोपेलेंट रॉकेट्स और यहां तक ​​​​कि सबसे बाइप्रोपेलेंट रॉकेट से भी अधिक है। यूएसएसआर में, इलेक्ट्रोथर्मल इंजन ने 1971 में उपयोग में प्रवेश किया; सोवियत संघ उल्का (उपग्रह) | उल्का-3, उल्का-प्रिरोडा, Resurs-O उपग्रह श्रृंखला और रूसी इलेक्ट्रो उपग्रह उनसे सुसज्जित हैं।[14] Aerojet (MR-510) द्वारा इलेक्ट्रोथर्मल सिस्टम वर्तमान में लॉकहीड मार्टिन A2100 उपग्रहों पर एक प्रणोदक के रूप में हाइड्राज़ीन का उपयोग करके उपयोग किया जाता है।

विद्युत चुम्बकीय

Main article: Plasma propulsion engine

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक थ्रस्टर आयनों को या तो लोरेंत्ज़ बल द्वारा या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रभाव से गति देते हैं जहाँ विद्युत क्षेत्र त्वरण की दिशा में नहीं है। प्रकार:

गैर-आयन ड्राइव

फोटोनिक

See also: Laser propulsion and Photon rocket

एक फोटोनिक ड्राइव केवल फोटॉन के साथ इंटरैक्ट करता है।

इलेक्ट्रोडायनामिक तार

Main article: Electrodynamic tether

इलेक्ट्रोडायनामिक टीथर लंबे समय तक चलने वाले तार होते हैं, जैसे कि एक टीथर उपग्रह से तैनात किया जाता है, जो विद्युत चुम्बकीय सिद्धांतों पर विद्युत जनरेटर के रूप में काम कर सकता है, अपनी गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करके, या विद्युत मोटर के रूप में, विद्युत ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है।[15] पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से इसकी गति से एक प्रवाहकीय तार में विद्युत क्षमता उत्पन्न होती है। इलेक्ट्रोडायनामिक टेदर में उपयोग किए जाने वाले धातु विद्युत कंडक्टर की पसंद विद्युत चालकता और घनत्व जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है। आवेदन के आधार पर द्वितीयक कारकों में लागत, शक्ति और गलनांक शामिल हैं।

विवादास्पद

कुछ प्रस्तावित प्रणोदन विधियाँ स्पष्ट रूप से भौतिकी के वर्तमान-समझे गए नियमों का उल्लंघन करती हैं, जिनमें शामिल हैं:[16]

स्थिर बनाम अस्थिर

इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन सिस्टम को या तो स्थिर (एक निर्धारित अवधि के लिए निरंतर फायरिंग) या अस्थिर (एक वांछित आवेग (भौतिकी) के लिए स्पंदित फायरिंग) के रूप में चित्रित किया जा सकता है। इन वर्गीकरणों को सभी प्रकार के प्रणोदन इंजनों पर लागू किया जा सकता है।

गतिशील गुण

Further information: Reaction engine § Energy use

एक अंतरिक्ष यान में उपलब्ध सीमित विद्युत शक्ति के कारण विद्युत चालित रॉकेट इंजन परिमाण के कई आदेशों द्वारा रासायनिक रॉकेट की तुलना में कम जोर प्रदान करते हैं।[17]एक रासायनिक रॉकेट दहन उत्पादों को सीधे ऊर्जा प्रदान करता है, जबकि एक विद्युत प्रणाली को कई चरणों की आवश्यकता होती है। हालांकि, एक ही जोर के लिए खर्च किए गए उच्च वेग और कम प्रतिक्रिया द्रव्यमान इलेक्ट्रिक रॉकेट को कम ईंधन पर चलाने की अनुमति देता है। यह विशिष्ट रासायनिक-संचालित अंतरिक्ष यान से अलग है, जहां इंजनों को अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अंतरिक्ष यान को अधिकतर मुक्त गति समीकरण का पालन करने की आवश्यकता होती है। किसी ग्रह के पास होने पर, कम जोर वाला प्रणोदन गुरुत्वाकर्षण बल को ऑफसेट नहीं कर सकता है। एक इलेक्ट्रिक रॉकेट इंजन किसी ग्रह की सतह से यान को ऊपर उठाने के लिए पर्याप्त जोर नहीं दे सकता है, लेकिन एक लंबे अंतराल के लिए लगाया गया कम जोर एक अंतरिक्ष यान को एक ग्रह के पास पैंतरेबाज़ी करने की अनुमति दे सकता है।

यह भी देखें

  • चुंबकीय पाल, सूर्य या किसी तारे से सौर पवन द्वारा संचालित एक प्रस्तावित प्रणाली
  • विद्युत प्रणोदन वाले अंतरिक्ष यान की सूची, अतीत और प्रस्तावित अंतरिक्ष यान की सूची जिसमें विद्युत प्रणोदन का उपयोग किया गया था

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Choueiri, Edgar Y. (2009) New dawn of electric rocket Scientific American 300, 58–65 doi:10.1038/scientificamerican0209-58
  2. ↑ "Choueiri, Edgar Y. (2009). New dawn of electric rocket".
  3. ↑ "Google Scholar". scholar.google.com.
  4. ↑ Geoffrey A. Landis. Laser-powered Interstellar Probe Archived 22 July 2012 at the Wayback Machine on the Geoffrey A. Landis: Science. papers available on the web
  5. ↑ Boyle, Alan (29 June 2017). "MSNW's plasma thruster just might fire up Congress at hearing on space propulsion". GeekWire (in English). Retrieved 15 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  6. ↑ Palaszewski, Bryan. "Electric Propulsion for Future Space Missions (PowerPoint)". Electric Propulsion for Future Space Missions. NASA Glenn Research Center. Retrieved 31 December 2011.
  7. ↑ Choueiri, Edgar Y. (2004). "A Critical History of Electric Propulsion: The First 50 Years (1906–1956)". Journal of Propulsion and Power. 20 (2): 193–203. CiteSeerX 10.1.1.573.8519. doi:10.2514/1.9245.
  8. ↑ Siddiqi, Asif (2000). Challenge to Apollo : the Soviet Union and the space race, 1945-1974 (PDF). Washington, D.C: National Aeronautics and Space Administration, NASA History Div. p. 6. Retrieved 11 June 2022.
  9. ↑ "Gas Dynamic Laboratory (in Russian)". History of Russian Soviet Cosmonautics. Retrieved 10 June 2022.
  10. ↑ 10.0 10.1 Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named Ion 1964
  11. ↑ NASA Glenn, "SPACE ELECTRIC ROCKET TEST II (SERT II)" Archived 27 September 2011 at the Wayback Machine (Accessed 1 July 2010)
  12. ↑ SERT Archived 25 October 2010 at the Wayback Machine page at Astronautix (Accessed 1 July 2010)
  13. ↑ de Selding, Peter B. (20 June 2013). "Electric-propulsion Satellites Are All the Rage". SpaceNews. Retrieved 6 February 2015.
  14. ↑ "Native Electric Propulsion Engines Today" (in русский). Novosti Kosmonavtiki. 1999. Archived from the original on 6 June 2011.
  15. ↑ NASA, Tethers In Space Handbook, edited by M.L. Cosmo and E.C. Lorenzini, Third Edition December 1997 (accessed 20 October 2010); see also version at NASA MSFC; available on scribd
  16. ↑ "Why Shawyer's 'electromagnetic relativity drive' is a fraud" (PDF). Archived from the original (PDF) on 25 August 2014.
  17. ↑ Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named esa_versus


बाहरी कड़ियाँ

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=अंतरिक्ष_यान_विद्युत_प्रणोदन&oldid=77956’