चंद्र अन्वेषण पुनर्जागरण के दौर से गुजर रहा है। दर्जनों मिशन, कई अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा आयोजित – और तेजी से वाणिज्यिक कंपनियों द्वारा – यात्रा करने के लिए तैयार हैं चंद्रमा इस दशक के अंत तक। इनमें से अधिकांश में छोटे रोबोटिक अंतरिक्ष यान शामिल होंगे, लेकिन नासा महत्वाकांक्षी है अरतिमिस कार्यक्रम, का लक्ष्य मानव को दशक के मध्य तक चंद्रमा की सतह पर वापस लाना है।
चंद्रमा पर टेलीस्कोप का निर्माण
इस सारी गतिविधि के विभिन्न कारण हैं, जिसमें भू-राजनीतिक मुद्रा और चंद्र संसाधनों की खोज शामिल है, जैसे चंद्र ध्रुवों पर पानी-बर्फ, जिसे निकाला जा सकता है और रॉकेट के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन प्रणोदक में बदला जा सकता है।
हालाँकि, विज्ञान भी एक प्रमुख लाभार्थी होना निश्चित है। सौर मंडल की उत्पत्ति और विकास के बारे में बताने के लिए चंद्रमा के पास अभी भी बहुत कुछ है। अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान के लिए एक मंच के रूप में इसका वैज्ञानिक महत्व भी है।
पृथ्वी के प्राकृतिक उपग्रह की खगोल विज्ञान की संभावित भूमिका पर चर्चा की गई a रॉयल सोसाइटी इस साल की शुरुआत में बैठक।
इस बैठक में, भाग में, चंद्र सतह पर अब संभावना में बढ़ी हुई पहुंच से चिंगारी निकली थी। दूर की ओर लाभ
कई प्रकार के खगोल विज्ञान से लाभ होगा। सबसे स्पष्ट रेडियो खगोल विज्ञान है, जिसे चंद्रमा के उस तरफ से संचालित किया जा सकता है जो हमेशा पृथ्वी से दूर होता है – सबसे दूर।
पृथ्वी पर मनुष्यों द्वारा उत्पन्न रेडियो संकेतों से चंद्रमा का दूर का भाग स्थायी रूप से परिरक्षित है। चंद्र रात्रि के दौरान, यह से भी सुरक्षित है रवि.
ये विशेषताएँ इसे पूरे सौर मंडल में संभवतः सबसे “रेडियो-शांत” स्थान बनाती हैं क्योंकि किसी भी अन्य ग्रह या चंद्रमा का एक पक्ष नहीं है जो स्थायी रूप से पृथ्वी से दूर हो। इसलिए यह आदर्श रूप से रेडियो खगोल विज्ञान के लिए अनुकूल है।
रेडियो तरंगें विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का एक रूप हैं – जैसे, उदाहरण के लिए, अवरक्त, पराबैंगनी और दृश्य-प्रकाश तरंगें। वे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में विभिन्न तरंग दैर्ध्य होने से परिभाषित होते हैं।
लगभग 15 मीटर से अधिक तरंगदैर्घ्य वाली रेडियो तरंगें पृथ्वी के आयनमंडल द्वारा अवरुद्ध हैं।
लेकिन इन तरंग दैर्ध्य पर रेडियो तरंगें चंद्रमा की सतह पर बेरोकटोक पहुंचती हैं। खगोल विज्ञान के लिए, यह विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का अंतिम बेरोज़गार क्षेत्र है, और इसका सबसे अच्छा अध्ययन चंद्रमा की दूर की ओर से किया जाता है।
इन तरंग दैर्ध्य पर ब्रह्मांड के अवलोकन “कम आवृत्ति रेडियो खगोल विज्ञान” की छत्रछाया में आते हैं। ये तरंग दैर्ध्य विशिष्ट रूप से प्रारंभिक ब्रह्मांड की संरचना की जांच करने में सक्षम हैं, विशेष रूप से ब्रह्मांडीय “अंधेरे युग” – पहली आकाशगंगाओं के बनने से पहले का युग।
उस समय, रहस्यमय डार्क मैटर को छोड़कर ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ तटस्थ हाइड्रोजन परमाणुओं के रूप में था।
ये 21 सेमी की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण उत्सर्जित और अवशोषित करते हैं। 1950 के दशक से रेडियो खगोलविद हमारी अपनी आकाशगंगा – मिल्की वे – में हाइड्रोजन बादलों का अध्ययन करने के लिए इस संपत्ति का उपयोग कर रहे हैं।
क्योंकि ब्रह्मांड लगातार विस्तार कर रहा है, प्रारंभिक ब्रह्मांड में हाइड्रोजन द्वारा उत्पन्न 21cm सिग्नल को अधिक लंबी तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित कर दिया गया है।
नतीजतन, ब्रह्मांडीय “अंधेरे युग” से हाइड्रोजन हमें 10 मीटर से अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ दिखाई देगा। चन्द्रमा का दूर का भाग ही एकमात्र ऐसा स्थान हो सकता है जहाँ हम इसका अध्ययन कर सकते हैं।
खगोलशास्त्री जैक बर्न्स ने हाल ही में रॉयल सोसाइटी की बैठक में प्रासंगिक विज्ञान पृष्ठभूमि का एक अच्छा सारांश प्रदान किया, जिसमें चंद्रमा के दूर के हिस्से को “प्रारंभिक ब्रह्मांड के अंधकार युग के साथ-साथ अंतरिक्ष मौसम की कम रेडियो आवृत्ति टिप्पणियों का संचालन करने के लिए एक प्राचीन, शांत मंच” कहा गया। और मैग्नेटोस्फीयर रहने योग्य एक्सोप्लैनेट्स से जुड़े हैं।
अन्य सितारों से संकेत
जैसा कि बर्न्स कहते हैं, दूर के रेडियो खगोल विज्ञान का एक और संभावित अनुप्रयोग अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र – मैग्नेटोस्फीयर – द्वारा फंसे आवेशित कणों से रेडियो तरंगों का पता लगाने की कोशिश कर रहा है।
इससे यह आकलन करने में मदद मिलेगी कि ये एक्सोप्लैनेट जीवन की मेजबानी करने में कितने सक्षम हैं। एक्सोप्लैनेट मैग्नेटोस्फीयर से रेडियो तरंगों में संभवतः 100 मीटर से अधिक तरंग दैर्ध्य होंगे, इसलिए उन्हें अंतरिक्ष में रेडियो-शांत वातावरण की आवश्यकता होगी।
फिर से, चंद्रमा का दूर का भाग सबसे अच्छा स्थान होगा।
बुद्धिमान एलियंस से संकेतों का पता लगाने के प्रयासों के लिए इसी तरह का तर्क दिया जा सकता है।
और, रेडियो स्पेक्ट्रम के एक अनछुए हिस्से को खोलकर, नई घटनाओं की आकस्मिक खोज करने की भी संभावना है।
2025 या 2026 में जब NASA का LuSEE-नाइट मिशन चंद्रमा के दूर की ओर लैंड करता है, तो हमें इन अवलोकनों की क्षमता का संकेत मिलना चाहिए।
गड्ढा गहराई
चंद्रमा अन्य प्रकार के खगोल विज्ञान के लिए भी अवसर प्रदान करता है। खगोलविदों को हबल टेलीस्कोप और JWST जैसे मुक्त स्थान में काम करने वाले ऑप्टिकल और इन्फ्रारेड टेलीस्कोप के साथ बहुत अनुभव है। हालांकि, चंद्र सतह की स्थिरता इस प्रकार के उपकरणों के लिए लाभ प्रदान कर सकती है।
इसके अलावा, चंद्र ध्रुवों पर क्रेटर हैं जो सूर्य के प्रकाश को प्राप्त नहीं करते हैं। इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य पर ब्रह्मांड का निरीक्षण करने वाले टेलीस्कोप गर्मी के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं और इसलिए उन्हें कम तापमान पर काम करना पड़ता है।
उदाहरण के लिए, JWST को सूर्य की किरणों से बचाने के लिए एक विशाल सनशील्ड की आवश्यकता होती है। चंद्रमा पर, एक प्राकृतिक गड्ढा रिम इस परिरक्षण को मुफ्त में प्रदान कर सकता है।
मुक्त-उड़ान उपग्रहों के लिए संभव होने की तुलना में चंद्रमा की कम गुरुत्वाकर्षण भी बहुत बड़ी दूरबीनों के निर्माण को सक्षम कर सकती है। इन विचारों ने खगोलशास्त्री जीन-पियरे माइलार्ड को सुझाव दिया है कि चंद्रमा इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान का भविष्य हो सकता है।
स्थायी रूप से छाया वाले गड्ढों के ठंडे, स्थिर वातावरण में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए उपकरणों की अगली पीढ़ी के लिए भी फायदे हो सकते हैं – तारों के विस्फोट और ब्लैक होल के टकराने जैसी प्रक्रियाओं के कारण अंतरिक्ष-समय में “तरंगें”।
इसके अलावा, अरबों वर्षों से चंद्रमा पर सूर्य – सौर पवन – और गांगेय ब्रह्मांडीय किरणों के आवेशित कणों द्वारा बमबारी की जाती रही है।
चंद्र सतह में इन प्रक्रियाओं का समृद्ध रिकॉर्ड हो सकता है। उनका अध्ययन करने से सूर्य और मिल्की वे दोनों के विकास में अंतर्दृष्टि प्राप्त हो सकती है।
इन सभी कारणों से, चंद्र अन्वेषण में खगोल विज्ञान वर्तमान पुनर्जागरण से लाभान्वित होता है।
विशेष रूप से, चंद्रमा पर निर्मित बुनियादी ढांचे से खगोल विज्ञान को लाभ होने की संभावना है क्योंकि चंद्र अन्वेषण आगे बढ़ता है।
इसमें परिवहन अवसंरचना – रॉकेट, लैंडर और अन्य वाहन – सतह तक पहुँचने के साथ-साथ खगोलीय उपकरणों के निर्माण और रखरखाव के लिए साइट पर मानव और रोबोट दोनों शामिल होंगे।
लेकिन यहां एक तनाव भी है: चंद्र के दूर की ओर मानव गतिविधियां अवांछित रेडियो हस्तक्षेप पैदा कर सकती हैं, और छायादार गड्ढों से पानी-बर्फ निकालने की योजना उन गड्ढों को खगोल विज्ञान के लिए इस्तेमाल करना मुश्किल बना सकती है।
जैसा कि मेरे सहयोगियों और मैंने हाल ही में तर्क दिया था, हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी कि चंद्र स्थान जो खगोल विज्ञान के लिए विशिष्ट रूप से मूल्यवान हैं, चंद्र अन्वेषण के इस नए युग में संरक्षित हैं। (बातचीत) FZH FZH