बेंगलुरु:

एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट कर रहे और एक यूरोपीय एजेंसी के साथ काम कर रहे बेंगलुरु स्थित एक शोधकर्ता ने एक नए डिजाइन दर्शन का प्रस्ताव दिया है जो भविष्य के अंतरिक्ष यान को हल्का, सुरक्षित और काफी अधिक पुन: प्रयोज्य बनाने में मदद कर सकता है।

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पोलैंड में एजीएच विश्वविद्यालय के पीएचडी विद्वान संजय लक्ष्मीनारायण ने संयुक्त एयरोथर्मोडायनामिक यील्ड आर्किटेक्चर (JAYA) नामक एक अवधारणा विकसित की है, जो अंतरिक्ष यान और उच्च गति वाले एयरोस्पेस वाहनों को डिजाइन करने के तरीके को मौलिक रूप से बदलने का प्रयास करती है। यह प्रस्ताव आज एयरोस्पेस उद्योग के सामने आने वाली सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक को संबोधित करता है – एक ऐसा वाहन बनाना जो प्रक्षेपण, वायुमंडलीय पुनः प्रवेश और हाइपरसोनिक उड़ान के दौरान आने वाली चरम स्थितियों से बार-बार जीवित रहने में सक्षम हो।

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परंपरागत रूप से, एयरोस्पेस इंजीनियरिंग टीमें किसी वाहन के विभिन्न पहलुओं पर अलग-अलग काम करती हैं। एक समूह वायुगतिकी और वाहन के आकार पर ध्यान केंद्रित करता है, दूसरा थर्मल सुरक्षा प्रणाली विकसित करता है, जबकि अन्य सामग्री और संरचनात्मक ताकत पर काम करते हैं।

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लक्ष्मीनारायण का तर्क है कि यह दृष्टिकोण पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं करता है कि वास्तविक उड़ान के दौरान क्या होता है।

उन्होंने कहा, “जब कोई अंतरिक्ष यान वायुमंडल में दोबारा प्रवेश करता है या हाइपरसोनिक गति से यात्रा करता है, तो गर्मी, वायु दबाव, शॉक तरंगें और संरचनात्मक तनाव वाहन पर हमला करते हैं। ये बल स्वतंत्र रूप से कार्य नहीं करते हैं, इसलिए भविष्य के वाहनों को भी इस तरह से डिजाइन नहीं किया जाना चाहिए।”

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उनके संयुक्त एयरोथर्मोडायनामिक यील्ड आर्किटेक्चर का प्रस्ताव है कि इंजीनियर डिजाइन के शुरुआती चरणों से वायु प्रवाह, थर्मल भार, सामग्री व्यवहार और संरचनात्मक प्रतिक्रिया का अध्ययन करते हैं।

उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके, इंजीनियर उन सटीक क्षेत्रों की पहचान कर सकते हैं जहां गर्मी और दबाव मिलकर सबसे खतरनाक स्थिति पैदा करते हैं। सबसे खराब स्थिति का सामना करने के लिए पूरे अंतरिक्ष यान को मजबूत करने के बजाय, डिजाइनर केवल उन महत्वपूर्ण क्षेत्रों को मजबूत कर सकते हैं जिन्हें अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

इसका परिणाम बेहतर प्रदर्शन, कम परिचालन लागत और अधिक टिकाऊपन वाले हल्के वाहन हो सकते हैं।

लक्ष्मीनारायण के अनुसार, यह अवधारणा पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष परिवहन प्रणालियों और भविष्य के अंतरग्रहीय मिशनों की ओर बढ़ते वैश्विक दबाव से प्रेरित थी।

आज, स्पेसएक्स के फाल्कन 9 बूस्टर जैसे लॉन्च सिस्टम के माध्यम से आंशिक पुन: प्रयोज्यता एक वास्तविकता बन गई है। हालाँकि, न्यूनतम रखरखाव के साथ कई मिशनों को उड़ाने में सक्षम पूरी तरह से पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान का निर्माण एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में सबसे कठिन चुनौतियों में से एक है।

उन्होंने कहा, “अगर मानवता नियमित अंतरिक्ष यात्रा और मंगल जैसे गंतव्यों के लिए भविष्य के मिशन हासिल करना चाहती है, तो अंतरिक्ष यान को अधिक टिकाऊ होना चाहिए और बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। लाखों किलोमीटर की यात्रा करना व्यावहारिक नहीं है और प्रत्येक मिशन के बाद व्यापक सर्विसिंग पर निर्भर करता है।”

संजय का मानना ​​है कि जया इंजीनियरों को ऐसे वाहन डिजाइन करने में मदद कर सकती है जो ताकत, वजन और थर्मल सुरक्षा को समझदारी से संतुलित करते हैं, जिससे पुन: उपयोग अधिक व्यावहारिक हो जाता है और उड़ान आवृत्ति बढ़ जाती है।

उद्योग विशेषज्ञों का कहना है कि एयरोस्पेस वाहन पर बचाए गए प्रत्येक किलोग्राम के परिणामस्वरूप लॉन्च लागत कम होती है, पेलोड क्षमता में वृद्धि होती है और मिशन दक्षता में सुधार होता है। सुरक्षा बनाए रखते हुए अनावश्यक वजन कम करना वैश्विक एयरोस्पेस क्षेत्र में एक प्रमुख उद्देश्य बना हुआ है।

अंतरिक्ष यान के अलावा, वास्तुकला को पुन: प्रयोज्य रॉकेट, पुन: प्रवेश कैप्सूल, हाइपरसोनिक विमान, रक्षा प्रणालियों और भविष्य के ग्रह लैंडिंग वाहनों में भी अनुप्रयोग मिल सकता है।

लक्ष्मीनारायण का कहना है कि यही सिद्धांत एक दिन अगली पीढ़ी के यात्री विमान के विकास में योगदान दे सकते हैं जो वर्तमान उड़ान समय के एक अंश में महाद्वीपों में यात्रा करने में सक्षम है।

यह अवधारणा प्रारंभिक चरण में है और इसे वास्तविक दुनिया के एयरोस्पेस कार्यक्रमों में शामिल करने से पहले व्यापक सिमुलेशन, मॉडलिंग और सत्यापन की आवश्यकता होगी। हालाँकि, शोधकर्ताओं का कहना है कि एयरोस्पेस में बड़ी प्रगति अक्सर लंबे समय से चली आ रही इंजीनियरिंग समस्याओं के बारे में सोचने के नए तरीकों से शुरू होती है।

ऐसे समय में जब एयरोस्पेस उद्योग तेजी से कृत्रिम बुद्धिमत्ता, उन्नत सामग्री और डिजिटल इंजीनियरिंग उपकरणों को एकीकृत कर रहा है, जया एक बहु-विषयक ढांचा प्रदान करती है जो वायुगतिकी, थर्मल विज्ञान और संरचनात्मक इंजीनियरिंग को एक ही डिजाइन दर्शन में एकीकृत करती है।

लक्ष्मीनारायण ने कहा, “एयरोस्पेस का भविष्य केवल सबसे तेज़ वाहनों के बारे में नहीं होगा, यह उन वाहनों के बारे में होगा जो बुद्धिमानी से गति में जीवित रह सकते हैं।”

यदि सफलतापूर्वक विकसित और मान्य किया जाता है, तो बेंगलुरु के विद्वान की अवधारणा हल्के अंतरिक्ष यान, अधिक किफायती अंतरिक्ष मिशन और एक ऐसे भविष्य का मार्ग प्रशस्त करने में मदद कर सकती है जहां पुन: प्रयोज्य वाहन आज की प्रणालियों की तुलना में बहुत कम रखरखाव के साथ अधिक बार उड़ान भरेंगे।