चंद्रमा पर भविष्य: कैसे लूनानेट और चंद्रमा मानक समय चंद्र अर्थव्यवस्था को आकार देंगे

चंद्रमा ने लंबे समय से मानव जाति को आकर्षित किया है, अनगिनत मिथकों, कहानियों और वैज्ञानिक जिज्ञासाओं को प्रेरित किया है। भूविज्ञान, सतह और खनिज संसाधनों का पता लगाने वाले कई बाहरी अंतरिक्ष मिशनों के कारण हाल के वर्षों में चंद्रमा के बारे में हमारी समझ बदल गई है। चंद्र अर्थव्यवस्था के निर्माण का विचार पिछले कुछ समय से मौजूद है। इसे वास्तविकता बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को समय निर्धारित करने के लिए एक मानकीकृत तरीके से एक संचार और नेविगेशन बुनियादी ढांचा स्थापित करना होगा।

नासा वर्तमान में विकास के प्रारंभिक चरण में है लूनानेट चंद्रमा के लिए इंटरनेट नेटवर्क बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण पहल। यह परियोजना अंतरिक्ष यात्रियों को तस्वीरें लेने में सक्षम बनाने से परे है; का एक महत्वपूर्ण घटक है अरतिमिस कार्यक्रम। एजेंसी का इरादा चंद्रमा पर और उसके आसपास विभिन्न बुनियादी ढांचे का निर्माण करना है, जैसे कि a मानव आवास , एक नया अंतरिक्ष स्टेशन , और एक चंद्र वेब सेवा जो सभी तत्वों के बीच संपर्क बनाए रख सकती है।

"लूनानेट पारस्परिक रूप से सहमत मानकों, प्रोटोकॉल और इंटरफ़ेस आवश्यकताओं का एक ढांचा है जो भविष्य के चंद्र मिशनों को एक साथ काम करने की अनुमति देता है, अवधारणात्मक रूप से हमने जीपीएस और गैलीलियो के संयुक्त उपयोग के लिए पृथ्वी पर जो किया है, उसके समान है।" बताते हैं जेवियर वेंचुरा-ट्रेवसेट, ईएसए के नेविगेशन प्रबंधक।

लूनानेट: चंद्रमा पर कनेक्टिविटी बढ़ाना और मिशन को सशक्त बनाना

"चूंकि नासा चंद्रमा पर निरंतर चंद्र उपस्थिति स्थापित करता है, इसलिए एक मजबूत आधारभूत संरचना बनाना तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है। लूनानेट संचार और नेविगेशन आर्किटेक्चर एक्स्टेंसिबल और फ्लेक्सिबल है। राज्य अमेरिका डीजे इज़राइल, एक्सप्लोरेशन एंड स्पेस कम्युनिकेशंस प्रोजेक्ट्स डिवीजन आर्किटेक्ट ने "लूनानेट: ए फ्लेक्सिबल एंड एक्स्टेंसिबल लूनर एक्सप्लोरेशन कम्युनिकेशंस एंड नेविगेशन इंफ्रास्ट्रक्चर" नामक एक सम्मेलन पत्र में।

वह आगे बताते हैं कि कैसे लूनानेट तीन प्रकार की सेवाएं प्रदान करेगा: नेटवर्किंग, स्थिति, समय और नेविगेशन, और विज्ञान उपयोग। उपयोगकर्ता, मानव और रोबोट दोनों, पृथ्वी पर अनुभव के समान नेटवर्क कार्यक्षमता का अनुभव करेंगे।

ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) ने एक खोला आवेदन पोर्टल पिछले हफ्ते, निजी कंपनियों को इसके साथ मदद करने के लिए आमंत्रित किया "चांदनी" कार्यक्रम, तीन या चार उपग्रहों को लॉन्च करने के उद्देश्य से "अंतरिक्ष टग द्वारा चंद्र कक्षा में ले जाया गया और चंद्र उपग्रहों का एक नक्षत्र बनाने के लिए एक-एक करके तैनात किया गया।" उपग्रह तारामंडल की कक्षाओं को चंद्र दक्षिण ध्रुव को शामिल करने के लिए रणनीतिक रूप से अनुकूलित किया जाएगा, जिसे नासा के भविष्य के आर्टेमिस मिशनों के लिए प्राथमिक लैंडिंग साइट के रूप में नामित किया गया है।

ईएसए की मूनलाइट पहल क्या है?

"प्रस्तावित चंद्र मिशनों में से कई को विश्वसनीय नेविगेशन और दूरसंचार क्षमताओं की आवश्यकता होगी। स्वतंत्र रूप से इन क्षमताओं का निर्माण जटिल, आवर्तक विकास के कारण अक्षम और महंगा होगा," ईएसए की घोषणा ब्लॉग पोस्ट जिसका शीर्षक "चंद्र अर्थव्यवस्था अनुप्रयोग" है। पढ़ना .

ईएसए ही नहीं, बल्कि नासा ने भी अंतरिक्ष सेवाएं प्रदान करने के लिए सार्वजनिक-निजी मॉडल को अपनाया है, जैसे कि माल पहुंचाना और परिवहन चालक दल अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के लिए। इन साझेदारियों को भविष्य के प्रयासों के लिए भी स्थापित किया गया है, जिनमें शामिल हैं वैज्ञानिक प्रयोगों का वितरण और अंतरिक्ष यात्री चंद्र सतह के लिए।

नासा ने 1.2 बिलियन डॉलर का निवेश किया है स्पेसएक्स का एक मानव लैंडिंग संस्करण विकसित करने के लिए स्टारशिप आर्टेमिस III के तहत अमेरिकी अंतरिक्ष यात्रियों को चंद्रमा पर उतारने के लिए, "मानवता की 50 से अधिक वर्षों में चंद्र सतह पर पहली वापसी को चिह्नित करना।"

पिछले एक दशक में अंतरिक्ष में कुल निवेश में से, जो 272 बिलियन डॉलर की राशि , 99% पृथ्वी की कक्षा के लिए उपग्रहों और उनके लॉन्च वाहनों के विकास की ओर निर्देशित किया गया था। इस निवेश में 3.3 बिलियन डॉलर का योगदान अंतरिक्ष आवासों के उभरते बाजारों, उपग्रह सर्विसिंग और नए चंद्र बाजार का है।

अमेरिका स्थित अंतरिक्ष एजेंसी का अनुमान है कि चंद्रमा पर और उसके आसपास गतिविधि में वृद्धि के साथ चंद्र नेटवर्क का विस्तार होगा। यह प्रोजेक्ट करता है कि लूनर गेटवे, इसके नए नियोजित चंद्र अंतरिक्ष स्टेशन की स्थापना के साथ, चंद्रमा को प्रति सेकंड लगभग 210 मेगाबिट्स और प्रति दिन 4.6 टेराबाइट्स की आवश्यकता होगी, जैसा कि एक में कहा गया है। प्रस्तुति पिछले वर्ष में एजेंसी से। जैसा कि नासा 2035 के आसपास मंगल ग्रह के लिए एक मानव मिशन के लिए तैयार करता है, यह चंद्रमा की प्रति सेकंड 950 मेगाबिट्स और प्रति दिन 12 टेराबाइट्स की आवश्यकता की भविष्यवाणी करता है।

एक्वेरियन स्पेस के सीईओ केली लार्सन ने कहा, "2021 में चंद्रमा पर और उसके आसपास 13 लैंडर, ऑर्बिटर्स और रोवर थे।" कहा बयान में। "2030 तक, हमारे पास लगभग 200 होंगे, जो एक बहु-अरब डॉलर की चंद्र अर्थव्यवस्था का निर्माण करेंगे।"

नासा चंद्र उपग्रहों को लॉन्च करके अपनी सेवाओं को बढ़ाने की योजना तैयार कर रहा है जो एक दूसरे के साथ जुड़ेंगे और अंततः पृथ्वी पर संचार बुनियादी ढांचे से जुड़ेंगे। रिले अंतरिक्ष यान चंद्रमा के चुनौतीपूर्ण-से-पहुंच वाले हिस्सों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद होगा, जैसे दूर की ओर और चंद्र दक्षिणी ध्रुव, जिसे एजेंसी भविष्य में अंतरिक्ष यात्रियों की सहायता से तलाशने का लक्ष्य रखती है। इसके अलावा, एजेंसी ग्राउंड स्टेशनों की एक श्रृंखला स्थापित करने का इरादा रखती है जो चंद्रमा की सतह पर सेल टावरों की तरह काम करेगी। विचार एक चंद्र संचार प्रणाली बनाने का है जो फोन लाइन के बजाय इंटरनेट नेटवर्क के समान संचालित होता है।

एक्वेरियन स्पेस और नोकिया सहित निजी कंपनियां लूनर इंटरनेट इन्फ्रास्ट्रक्चर के विकास में योगदान दे रही हैं। एक्वेरियन स्पेस की योजना Q2 2025 तक अपने प्रारंभिक चंद्र संचार उपग्रहों को लॉन्च करने के लिए, जबकि Nokia चंद्रमा के लिए 4G सेलुलर नेटवर्क पर NASA के साथ सहयोग कर रहा है। नोकिया जीता है नासा से $ 14 मिलियन से अधिक का अनुबंध और अगले साल स्पेसएक्स रॉकेट के माध्यम से अपना पहला बेस स्टेशन और रेडियो उपकरण वितरित करने के लिए निर्धारित है।

सटीक नेविगेशन मुख्य रूप से सटीक टाइमकीपिंग पर निर्भर करता है क्योंकि यह सटीक स्थान निर्धारित करने में महत्वपूर्ण है सतनाव रिसीवर . सतनाव रिसीवर कई उपग्रह संकेतों को उस तक पहुंचने में लगने वाले समय को मापता है और इस समय माप को दूरी के अनुमान में परिवर्तित करता है।

वर्तमान में, चंद्रमा के लिए हर नया अभियान पृथ्वी की समयरेखा पर आयोजित किया जाता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि अंतरिक्ष यान की घड़ियों को स्थलीय समय के साथ संरेखित किया गया है और अंतरिक्ष यान और पृथ्वी के बीच संचार को सक्षम करने के लिए गहरे अंतरिक्ष एंटेना की सहायता से किया जाता है। हालांकि, यह दृष्टिकोण भविष्य के चंद्र वातावरण में व्यवहार्य नहीं होगा।

वहाँ पर हैं 250 चंद्र मिशन आने वाले दशक में योजना बनाई। ये मिशन न केवल चंद्रमा पर या उसके आसपास एक साथ घटित होंगे, बल्कि वे अक्सर एक-दूसरे के साथ बातचीत भी करेंगे। इस बातचीत में संचार को रिले करना, संयुक्त अवलोकन करना, या मिलन स्थल संचालन करना शामिल हो सकता है।

इसे देखते हुए अंतरिक्ष एजेंसियों ने चंद्रमा पर समय मापने के तरीकों पर विचार-विमर्श शुरू कर दिया है। ये चर्चा पिछले साल नवंबर में नीदरलैंड में ईएसए के ईएसटीईसी प्रौद्योगिकी केंद्र में एक बैठक के साथ शुरू हुई थी।

"ईएसटीईसी में इस बैठक के दौरान, हम एक सामान्य चंद्र संदर्भ समय को परिभाषित करने के महत्व और तात्कालिकता पर सहमत हुए, जिसे अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकार किया जाता है और जिसके लिए सभी चंद्र प्रणालियां और उपयोगकर्ता संदर्भित हो सकते हैं। इसे प्राप्त करने के लिए अब एक संयुक्त अंतर्राष्ट्रीय प्रयास शुरू किया जा रहा है, ” कहा ईएसए नेविगेशन सिस्टम इंजीनियर पिएत्रो जिओर्डानो।

"नेविगेशन प्रदर्शन के लिए और कई संपत्तियों में सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखने के लिए टाइमकीपिंग और समय वितरण आवश्यक है। समय का ज्ञान अवलोकन सटीकता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। माप समय-टैगिंग में उपयोग किए जाने वाले स्रोतों के बीच अशुद्धि और अंतर सही कक्षा स्थान के सापेक्ष ऑफ़सेट प्रदान करते हैं, "सम्मेलन पत्र में कहा गया है।

आमतौर पर रेडियो और ऑप्टोमेट्रिक तकनीकों में उपयोग की जाने वाली टिप्पणियों में एक तरफ़ा और दो तरफ़ा रेंज और डॉपलर माप शामिल हैं। ये अवलोकन सटीक समय-मुद्रांकन पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, जिसे अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय (TAI) जैसे मानकीकृत समय पैमाने पर संदर्भित किया जाना चाहिए।

एक सार्वभौमिक चंद्र समय की स्थापना पृथ्वी पर घड़ियों के रूप में एक अनूठी चुनौती प्रस्तुत करती है और चंद्रमा अलग-अलग गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों के कारण अलग-अलग गति से काम करता है। इस प्रकार, एक आधिकारिक चंद्र समय का रूप स्पष्ट नहीं होगा। एक संभावना यह है कि चंद्र समय एक घड़ी प्रणाली पर आधारित हो सकता है जिसे समन्वित यूनिवर्सल टाइम (यूटीसी) के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वैकल्पिक रूप से, चंद्र समय पूरी तरह से पृथ्वी के समय से स्वतंत्र हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विशेष रूप से चंद्रमा के लिए डिज़ाइन की गई एक अनूठी समय प्रणाली का निर्माण होता है।

के अनुसार जेफ ग्रामलिंग का अनुमान , एक चंद्र घड़ी 24 घंटों में लगभग 56 माइक्रोसेकंड या दस लाखवां लाभ प्राप्त करेगी। सटीक दर चंद्रमा पर उनकी स्थिति का एक कार्य होगा, चंद्रमा की सतह और कक्षा पर अलग-अलग टिक करना।

तकनीकी दृष्टिकोण के अलावा, चंद्र अर्थव्यवस्था के निर्माण में भू-राजनीति एक प्रमुख भूमिका निभाएगी। चंद्रमा पर इंटरनेट के बुनियादी ढांचे को आकार देने वाली संस्था का महत्वपूर्ण प्रभाव होगा, क्योंकि इसके पास नेटवर्क प्रदाताओं को सहयोग करने और चंद्र वेब पते आवंटित करने के लिए दिशानिर्देश स्थापित करने का अधिकार होगा।

अन्य देशों और अंतरिक्ष एजेंसियों को अपने साथ संरेखित करने के लिए अमेरिका के प्रयासों के बावजूद आर्टेमिस समझौते , चंद्र और बाहरी अंतरिक्ष अन्वेषण और विकास का मार्गदर्शन करने के उद्देश्य से अंतर्राष्ट्रीय सिद्धांतों का एक सेट, इस बात का कोई आश्वासन नहीं है कि सभी पक्ष इसकी शर्तों से सहमत होंगे। विशेष रूप से, रूस और चीन अपने दम पर सहयोग कर रहे हैं चंद्र पहल .

प्रभावी सहयोग के लिए, अंतर्राष्ट्रीय समुदाय को पृथ्वी पर उपयोग किए जाने वाले अंतर्राष्ट्रीय स्थलीय संदर्भ फ़्रेम के समान एक साझा "सेलेनोसेंट्रिक संदर्भ फ़्रेम" पर सहमत होना चाहिए, जो चंद्रमा के बिंदुओं के बीच सटीक दूरी के सटीक माप की अनुमति देता है। इस तरह के अनुकूलित संदर्भ फ्रेम आधुनिक जीएनएसएस (ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम) के महत्वपूर्ण घटक हैं।

एक बार जब वैज्ञानिक चुनौतियों से आगे बढ़ने में सक्षम हो जाते हैं, तो निर्माणद्वार अंतरिक्ष यात्रियों के रहने के लिए स्टेशन खुले रहेंगे और समय-समय पर आर्टेमिस लॉन्च के साथ फिर से आपूर्ति की जाएगी। कई अनक्रूड मिशन भी होंगे - प्रत्येक आर्टेमिस मिशन अकेले कई चंद्र जारी करेगा क्यूबसैट - और ईएसए इसे नीचे रखेगा अर्गोनॉट यूरोपियन लार्ज लॉजिस्टिक्स लैंडर ।