अंतरिक्ष स्टेशन मुख्य रूप से भौतिकी और दक्षता से संबंधित दो मुख्य कारणों से भूमध्य रेखा के पास स्थित हैं:
पृथ्वी के घूर्णन का लाभ उठाना:
- पृथ्वी अपनी धुरी पर पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है। भूमध्यरेखीय कक्षाओं में अंतरिक्ष स्टेशनों को अनिवार्य रूप से इस घूर्णन से “बढ़ावा” मिलता है।
उदाहरण से समझें:
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- कल्पना कीजिए कि आप पश्चिम से पूर्व की ओर घूमने वाले हिंडोले पर हैं। जैसे-जैसे हिंडोला की गति बढ़ती है, आपको एक बल महसूस होता है जो आपको बाहर की ओर धकेल रहा है। इस बाहरी बल को केन्द्रापसारक बल कहा जाता है।
अब, इस अवधारणा को पृथ्वी पर लागू करें। पृथ्वी स्वयं अपनी धुरी पर घूमती है, लेकिन पश्चिम से पूर्व की ओर। यहां बताया गया है कि पृथ्वी के घूर्णन का लाभ उठाने से भूमध्य रेखा के निकट अंतरिक्ष प्रक्षेपण को कैसे लाभ मिलता है:
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- भूमध्य रेखा पर अधिक परिधि: पृथ्वी पूरी तरह गोल नहीं है; यह भूमध्य रेखा पर थोड़ा उभरा हुआ है। इसका मतलब है कि पृथ्वी पर किसी भी अन्य बिंदु की तुलना में भूमध्य रेखा की परिधि सबसे बड़ी है।
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- भूमध्य रेखा पर उच्च घूर्णन गति: बड़ी परिधि के कारण, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह उत्तर या दक्षिण (ध्रुवों के करीब) के स्थानों की तुलना में तेज गति से घूमती है।
नि:शुल्क वेग बूस्ट: भूमध्य रेखा के निकट लॉन्च किए गए एक अंतरिक्ष स्टेशन या अंतरिक्ष यान को अनिवार्य रूप से पृथ्वी के घूर्णन के कारण “हेड स्टार्ट” मिलता है। इसे पृथ्वी से ही पूर्व दिशा की गति का कुछ भाग विरासत में मिला है।
- भूमध्य रेखा पर उच्च घूर्णन गति: बड़ी परिधि के कारण, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह उत्तर या दक्षिण (ध्रुवों के करीब) के स्थानों की तुलना में तेज गति से घूमती है।
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- हिंडोले-गो-राउंड सादृश्य पर वापस विचार करें। बाहरी किनारे पर बच्चा अधिक बाहरी बल का अनुभव करता है क्योंकि वह केंद्र के करीब के किसी व्यक्ति की तुलना में बड़े वृत्त में यात्रा कर रहा है। इसी तरह, भूमध्य रेखा (पृथ्वी के “वृत्त” का सबसे चौड़ा हिस्सा) के पास लॉन्च किया गया एक अंतरिक्ष यान पृथ्वी के घूमने के कारण पूर्व की ओर उच्च प्रारंभिक वेग से लाभान्वित होता है।
इस निःशुल्क बूस्ट के लाभ:
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- कम ईंधन की खपत: पृथ्वी के घूर्णन से यह “मुक्त” पूर्व दिशा का वेग अंतरिक्ष यान को अपनी वांछित कक्षा को प्राप्त करने और बनाए रखने के लिए कम ईंधन की आवश्यकता का अनुवाद करता है। कम ईंधन का मतलब है हल्के रॉकेट और संभावित रूप से कम लॉन्च लागत।
बढ़ी हुई पेलोड क्षमता: प्रक्षेपण के लिए कम ईंधन की आवश्यकता होने से, अंतरिक्ष यान अधिक वैज्ञानिक उपकरण, कार्गो या अंतरिक्ष यात्रियों को कक्षा में ले जा सकता है।
- कम ईंधन की खपत: पृथ्वी के घूर्णन से यह “मुक्त” पूर्व दिशा का वेग अंतरिक्ष यान को अपनी वांछित कक्षा को प्राप्त करने और बनाए रखने के लिए कम ईंधन की आवश्यकता का अनुवाद करता है। कम ईंधन का मतलब है हल्के रॉकेट और संभावित रूप से कम लॉन्च लागत।
मुख्य सीख:
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- भूमध्य रेखा के पास से लॉन्च करने से अंतरिक्ष स्टेशनों और अंतरिक्ष यान को पूर्व की ओर मुक्त बढ़ावा देने के लिए पृथ्वी के घूर्णन का लाभ उठाने की अनुमति मिलती है, जिससे अंतरिक्ष मिशन अधिक ईंधन-कुशल बन जाते हैं और संभावित रूप से उन्हें भारी पेलोड ले जाने में सक्षम बनाते हैं।
प्रक्षेपण ऊर्जा का अनुकूलन:
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- किसी अंतरिक्ष यान को प्रक्षेपित करने के लिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाने के लिए अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
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- प्रक्षेपण स्थल भूमध्य रेखा के जितना करीब होगा, कक्षा तक पहुँचने के लिए उतनी ही कम ऊर्जा की आवश्यकता होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि भूमध्य रेखा पर पृथ्वी का उभार ध्रुवों की तुलना में थोड़ा कमजोर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव पैदा करता है।
अतिरिक्त मुद्दो पर विचार करना:
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- जबकि भूमध्य रेखा ये लाभ प्रदान करती है, ट्रैकिंग क्षमताओं और विशिष्ट मिशन उद्देश्यों जैसे अन्य कारक भी अंतरिक्ष स्टेशन के स्थान को प्रभावित कर सकते हैं।
- निष्कर्षतः, मुक्त वेग बढ़ाने के लिए पृथ्वी के घूर्णन का लाभ उठाने और कक्षा को लॉन्च करने और बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करने के लिए अंतरिक्ष स्टेशन भूमध्य रेखा के पास स्थित हैं। इस स्थान चयन से अंतरिक्ष अभियानों की समग्र दक्षता में उल्लेखनीय सुधार होता है।
भारत का अंतरिक्ष प्रक्षेपण स्टेशन सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र (एसडीएससी) भूमध्य रेखा के पास क्यों स्थित है?
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- भारत की प्राथमिक अंतरिक्ष प्रक्षेपण सुविधा, सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र (एसडीएससी), रणनीतिक रूप से आंध्र प्रदेश के श्रीहरिकोटा में लगभग 13.7° उत्तर अक्षांश पर स्थित है। भूमध्य रेखा से यह निकटता भारत के अंतरिक्ष कार्यक्रम के लिए कई लाभ प्रदान करती है:
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- पृथ्वी की घूर्णन गति को बढ़ावा: जैसा कि पहले बताया गया है, भूमध्य रेखा के निकट से प्रक्षेपित किए गए अंतरिक्ष यान को पृथ्वी के घूर्णन से लाभ होता है। एसडीएससी का स्थान भारतीय रॉकेटों को पूर्व की ओर इस प्राकृतिक धक्का का आंशिक रूप से लाभ उठाने की अनुमति देता है, जिससे कक्षा तक पहुंचने के लिए आवश्यक ईंधन कम हो जाता है।
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- लॉन्च ऊर्जा में कमी: पृथ्वी का भूमध्यरेखीय उभार ध्रुवों की तुलना में थोड़ा कमजोर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव पैदा करता है। एसडीएससी से लॉन्च करने के लिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे अंतरिक्ष मिशन अधिक ईंधन-कुशल हो जाते हैं।
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- इष्टतम प्रक्षेपवक्र: भूमध्य रेखा के करीब होने से उपग्रहों को महत्वपूर्ण ऊर्जा दंड के बिना विभिन्न कक्षीय झुकाव (भूमध्य रेखा के सापेक्ष कोण) में लॉन्च करने की अनुमति मिलती है। संचार, पृथ्वी अवलोकन या नेविगेशन जैसे विभिन्न उद्देश्यों के लिए उपयुक्त विभिन्न कक्षाओं में उपग्रहों को स्थापित करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।
अतिरिक्त मुद्दो पर विचार करना:
हालाँकि ये लाभ महत्वपूर्ण हैं, भारत का अंतरिक्ष कार्यक्रम अन्य कारकों पर भी विचार करता है:
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- सुरक्षा क्षेत्र: बंगाल की खाड़ी के पास का स्थान प्रक्षेपण के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है, जिससे प्रक्षेपण दुर्घटना की स्थिति में आबादी वाले क्षेत्रों के प्रभावित होने का जोखिम कम हो जाता है।
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- बुनियादी ढाँचा और समर्थन: वर्षों से एसडीएससी के आसपास निर्मित मौजूदा बुनियादी ढाँचा और समर्थन नेटवर्क इसे एक तार्किक और अच्छी तरह से सुसज्जित लॉन्च सुविधा बनाता है।
निष्कर्ष:
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- भूमध्य रेखा के पास एसडीएससी का पता लगाने का भारत का निर्णय अंतरिक्ष प्रक्षेपणों को नियंत्रित करने वाले भौतिक सिद्धांतों की रणनीतिक समझ को प्रदर्शित करता है। पृथ्वी के घूर्णन और भूमध्य रेखा पर कमजोर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव का लाभ उठाकर, भारत ईंधन आवश्यकताओं को कम करके और कक्षीय झुकाव की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करके अपने अंतरिक्ष मिशनों को अनुकूलित करता है। यह अधिक लागत प्रभावी और बहुमुखी अंतरिक्ष कार्यक्रम में योगदान देता है।
अंग्रेजी में पढ़ें
निम्नलिखित विषयों के तहत यूपीएससी प्रारंभिक और मुख्य पाठ्यक्रम की प्रासंगिकता:
प्रारंभिक परीक्षा:
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- सामान्य विज्ञान पेपर 1: विज्ञान और प्रौद्योगिकी: पृथ्वी के घूर्णन या केन्द्रापसारक बल से संबंधित एक बहुत ही बुनियादी प्रश्न हो सकता है। इन अवधारणाओं को समझना ऐसे प्रश्नों को हल करने में सहायक होगा।
मेन्स:
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- यूपीएससी मेन्स (सामान्य अध्ययन पेपर III – विज्ञान और प्रौद्योगिकी) यह पेपर विषय को जोड़ने का बेहतर मौका प्रदान करता है। यहां बताया गया है कि कैसे: अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी: अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी या अंतरिक्ष अन्वेषण में प्रगति पर एक प्रश्न में, आप ईंधन दक्षता को अनुकूलित करने और विभिन्न कक्षीय झुकाव प्राप्त करने के लिए भूमध्यरेखीय लॉन्च साइटों के महत्व का संक्षेप में उल्लेख कर सकते हैं।
- अंतरिक्ष की भू-राजनीति: यदि प्रश्न अंतरिक्ष कार्यक्रमों के रणनीतिक पहलुओं को छूता है, तो आप लागत प्रभावी मिशनों के लिए भूमध्यरेखीय प्रक्षेपण स्थानों के फायदों और देश की अंतरिक्ष यात्रा महत्वाकांक्षाओं के लिए उनकी प्रासंगिकता पर चर्चा कर सकते हैं।
- वैकल्पिक विषय: यदि आप विज्ञान और प्रौद्योगिकी या एयरोस्पेस इंजीनियरिंग से संबंधित वैकल्पिक विषय चुनते हैं, तो कक्षीय यांत्रिकी और भूमध्यरेखीय प्रक्षेपणों के लाभों की गहरी समझ फायदेमंद होगी।
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