चंद्र नमूनों पर नए शोध से अंतरिक्ष यात्रियों की सुरक्षा और चंद्रमा पर पानी की उत्पत्ति का पता लगाने में मदद मिल सकती है।
चंद्रमा की सतह पर मौजूद धूल और चट्टानें अंतरिक्ष में आघात का सामना करती हैं। पृथ्वी जैसे सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र और वायुमंडल के बिना, चंद्र सतह पर सौर वायु, ब्रह्मांडीय किरणों और सूक्ष्म उल्कापिंडों से लगातार कणों का हमला होता रहता है। इस निरंतर हमले से अंतरिक्ष अपक्षय होता है।
नासा द्वारा वित्त पोषित यह नया शोध अंतरिक्ष अपक्षय की घटना के बारे में नई जानकारी प्रदान करता है।
नैनोस्केल पर अपोलो चंद्र नमूनों की जाँच करके, शोधकर्ताओं ने मानव अंतरिक्ष मिशनों के लिए जोखिमों और चंद्रमा पर कुछ पानी के निर्माण में अंतरिक्ष अपक्षय की संभावित भूमिका का खुलासा किया है।
चंद्रमा के अधिकांश पिछले अध्ययनों में कक्षा से उसका मानचित्रण करने वाले उपकरणों का उपयोग किया गया था। इसके विपरीत, इस अध्ययन ने शोधकर्ताओं को एक नैनोस्केल नमूने का स्थानिक मानचित्रण करने के साथ-साथ चंद्र सतह के विभिन्न क्षेत्रों से अपोलो चंद्र नमूनों के प्रकाशीय संकेतों का विश्लेषण करने और चंद्र सतह की रासायनिक संरचना और विकिरण इतिहास के बारे में जानकारी निकालने की अनुमति दी।
ये निष्कर्ष साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित हुए हैं।
“चंद्रमा पर पानी की मौजूदगी आर्टेमिस कार्यक्रम के लिए बेहद ज़रूरी है। यह किसी भी मानवीय उपस्थिति को बनाए रखने के लिए ज़रूरी है और यह ऑक्सीजन और हाइड्रोजन, जो पानी के विखंडन से उत्पन्न अणु हैं, का एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण स्रोत है,” जॉर्जिया टेक के रसायन विज्ञान और जैव रसायन स्कूल के प्रोफ़ेसर, जॉर्जिया टेक सेंटर फ़ॉर स्पेस टेक्नोलॉजी एंड रिसर्च के सह-संस्थापक और पूर्व निदेशक, और जॉर्जिया टेक के सेंटर फ़ॉर लूनर एनवायरनमेंट एंड वोलेटाइल एक्सप्लोरेशन रिसर्च (CLEVER) के प्रमुख अन्वेषक थॉमस ऑरलैंडो कहते हैं।
NASA SSERVI (सौर मंडल अन्वेषण अनुसंधान आभासी संस्थान) के रूप में, CLEVER चंद्र नमूनों के विश्लेषण के लिए NASA द्वारा अनुमोदित एक प्रयोगशाला है और इसमें अमेरिका और यूरोप के कई संस्थानों और विश्वविद्यालयों के अन्वेषक शामिल हैं। अनुसंधान के क्षेत्रों में यह शामिल है कि सौर वायु और सूक्ष्म उल्कापिंड कैसे वाष्पशील पदार्थ उत्पन्न करते हैं, जैसे पानी, आणविक ऑक्सीजन, मीथेन और हाइड्रोजन, जो चंद्रमा पर मानवीय गतिविधियों को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
इस कार्य के लिए, जॉर्जिया टेक टीम ने भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग में प्रोफ़ेसर योहानेस अबाते द्वारा संचालित जॉर्जिया विश्वविद्यालय (UGA) की नैनो-ऑप्टिक्स प्रयोगशाला का भी सहारा लिया। हालाँकि UGA CLEVER का सदस्य है, लेकिन इसके नैनो-FTIR स्पेक्ट्रोस्कोपी और नैनोस्केल इमेजिंग उपकरण का इस्तेमाल ऐतिहासिक रूप से अर्धचालक भौतिकी के लिए किया जाता था, न कि अंतरिक्ष विज्ञान के लिए।
ऑरलैंडो कहते हैं, “यह पहली बार है जब इन उपकरणों का इस्तेमाल अंतरिक्ष-अपक्षयित चंद्र नमूनों पर किया गया है, और यह पहली बार है जब हम नैनोस्केल पर अंतरिक्ष अपक्षय के अच्छे संकेत देख पाए हैं।”
यूजीए भौतिकी विभाग के प्रोफ़ेसर और प्रमुख फिलिप स्टैंसिल बताते हैं कि सामान्य स्पेक्ट्रोमीटर बहुत बड़े पैमाने पर होते हैं, जिनमें मिट्टी के अधिक स्थूल गुणों को देखने की क्षमता होती है।
यूजीए उपकरण ने “दसियों नैनोमीटर में” नमूनों का अध्ययन संभव बनाया। नैनोस्केल कितना छोटा होता है, यह समझाने के लिए, स्टैंसिल कहते हैं कि एक हाइड्रोजन परमाणु .05 नैनोमीटर का होता है, इसलिए यदि इसे एक साथ रखा जाए तो 1 नैनोमीटर 20 परमाणुओं के आकार का होता है। स्पेक्ट्रोमीटर चंद्र कणों के सैकड़ों परमाणुओं तक के उच्च-रिज़ॉल्यूशन विवरण प्रदान करते हैं।
स्टैंसिल कहते हैं, “हम लगभग परमाणु स्तर पर यह समझने के लिए देख सकते हैं कि यह चट्टान कैसे बनी, इसका इतिहास क्या है और अंतरिक्ष में इसका प्रसंस्करण कैसे हुआ।”
ऑरलैंडो कहते हैं, “आप परमाणु स्तर पर इस छोटे से नमूने को देखकर इस बारे में बहुत कुछ जान सकते हैं कि विकिरण के कारण परमाणुओं की स्थिति कैसे बदलती है और वे कैसे बाधित होते हैं।” वे यह भी बताते हैं कि नैनोस्केल स्तर पर बहुत अधिक क्षति होती है। वे यह निर्धारित कर सकते हैं कि इसका कारण अंतरिक्ष अपक्षय है या चट्टान के निर्माण और क्रिस्टलीकरण के दौरान बची हुई कोई प्रक्रिया है।
शोधकर्ताओं ने चट्टान के नमूनों पर क्षति पाई, जिसमें प्रकाशीय चिह्नों में परिवर्तन भी शामिल है। इस जानकारी ने उन्हें यह समझने में मदद की कि चंद्र सतह कैसे बनी और विकसित हुई, बल्कि “चट्टानों की रासायनिक संरचना और विकिरणित होने पर उनमें कैसे परिवर्तन हुए,” का भी एक अच्छा विचार प्रदान किया।
कुछ प्रकाशीय चिह्नों ने फँसे हुए इलेक्ट्रॉन अवस्थाओं को भी दिखाया, जो आमतौर पर परमाणु जालक में अनुपस्थित परमाणु और रिक्तियाँ होती हैं। जब कणों को विकिरणित किया जाता है, तो कुछ परमाणु हट जाते हैं और इलेक्ट्रॉन फँस जाते हैं। ऊर्जा के संदर्भ में, फँसने के प्रकार और उनकी गहराई, चंद्रमा के विकिरण इतिहास को निर्धारित करने में मदद कर सकती है। फँसे हुए इलेक्ट्रॉन आवेशन का कारण भी बन सकते हैं, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक स्पार्क उत्पन्न हो सकता है। चंद्रमा पर, यह अंतरिक्ष यात्रियों, अन्वेषण वाहनों और उपकरणों के लिए एक समस्या हो सकती है।
ऑरलैंडो कहते हैं, “रासायनिक विशेषताओं में भी अंतर है। कुछ क्षेत्रों में नियोडिमियम (एक रासायनिक तत्व जो पृथ्वी की पपड़ी में भी पाया जाता है) या क्रोमियम (एक आवश्यक सूक्ष्म खनिज) अधिक था, जो रेडियोधर्मी क्षय से बनते हैं।” इन परमाणुओं की सापेक्ष मात्रा और स्थान सूक्ष्म उल्कापिंडों जैसे किसी बाहरी स्रोत का संकेत देते हैं।
विकिरण और धूल और चंद्र सतह पर इसके प्रभाव लोगों के लिए खतरा पैदा करते हैं, और मुख्य सुरक्षा स्पेससूट है।
ऑरलैंडो तीन प्रमुख जोखिम देखते हैं।
पहला, धूल स्पेससूट की सील में बाधा डाल सकती है।
दूसरा, सूक्ष्म उल्कापिंड स्पेससूट को छेद सकते हैं। ये उच्च-वेग वाले कण मलबे के बड़े टुकड़ों से टूटकर बनते हैं। सौर तूफानों की तरह, इनका पूर्वानुमान लगाना मुश्किल है, और ये खतरनाक भी हैं क्योंकि ये 5 किलोमीटर प्रति सेकंड या उससे ज़्यादा की उच्च-प्रभाव गति से आते हैं।
ऑरलैंडो कहते हैं, “ये गोलियाँ हैं, इसलिए ये स्पेससूट को भेद जाएँगी।”
तीसरा, अंतरिक्ष यात्री सूट पर बची धूल में साँस ले सकते हैं, जिससे श्वसन संबंधी समस्याएँ हो सकती हैं। नासा धूल हटाने और उसे कम करने के कई तरीकों का अध्ययन कर रहा है।
अगले शोध चरण में यूजीए विश्लेषण उपकरणों को जॉर्जिया टेक के एक नए उपकरण के साथ जोड़ा जाएगा, जिसका उपयोग अपोलो चंद्र नमूनों का विश्लेषण करने के लिए किया जाएगा जो 50 से ज़्यादा वर्षों से भंडारण में हैं।
ऑरलैंडो कहते हैं, “हम इन नमूनों का इतने विस्तार से अध्ययन करने के लिए दो बेहद परिष्कृत विश्लेषण उपकरणों को मिलाएँगे जो मुझे नहीं लगता कि पहले कभी किया गया है।”
लक्ष्य ऐसे मॉडल बनाना है जो चंद्रमा के कक्षीय मानचित्रों में शामिल हो सकें। वहाँ तक पहुँचने के लिए, जॉर्जिया टेक और यूजीए टीम को नैनोस्केल से लेकर पूर्ण मैक्रोस्केल तक जाना होगा ताकि यह दिखाया जा सके कि चंद्र सतह पर क्या हो रहा है और पानी और मीथेन सहित अन्य प्रमुख संसाधनों का स्थान क्या है, जो मानवता के चंद्रमा और गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण लक्ष्यों का समर्थन करने के लिए आवश्यक हैं।
स्रोत: Futurity.org / Digpu NewsTex