सैकड़ों वर्षों से, मनुष्य ब्रह्मांड के रहस्यों की खोज के लिए समर्पित रहा है। हालाँकि, अंतरतारकीय नेविगेशन प्राप्त करने के लिए, अंतरिक्ष यान के लिए बिजली की आवश्यकताएं अधिक कठोर होंगी। दर्जनों प्रकाश वर्ष दूर तारों की यात्रा करने के लिए, हमें बहुत सारा ईंधन ले जाना होगा, लेकिन इससे अंतरिक्ष यान बहुत भारी हो जाएगा।
चूँकि अपने साथ ईंधन ले जाने में कई बाधाएँ हैं, क्या हल्की यात्रा करना और बस ईंधन छोड़ देना संभव है? अब एक स्टारशिप को एक विशाल परावर्तक पाल से जोड़ने और इसे एक शक्तिशाली लेजर से चमकाने का विकल्प है। फोटॉन की गति अंतरिक्ष यान को प्रकाश की गति के एक अंश तक धकेल देगी। किरण पर सवार होकर, प्रकाश पाल मिशन कुछ दशकों के भीतर प्रॉक्सिमा सेंटॉरी (सूर्य के बाद पृथ्वी का सबसे निकटतम तारा है, जो हमसे लगभग 4.2 प्रकाश वर्ष दूर है) तक पहुंच सकता है।
हल्की पाल क्या है? एक प्रकाश पाल, जिसे सौर पाल या फोटॉन पाल के रूप में भी जाना जाता है, एक अंतरिक्ष यान प्रणोदन प्रणाली है जो प्रणोदन के रूप में सूर्य के प्रकाश के हल्के दबाव का उपयोग करती है। प्रकाश पाल सौर ऊर्जा द्वारा उत्पन्न बिजली के बजाय सूर्य के प्रकाश के हल्के दबाव का उपयोग करते हैं।
प्रकाश पाल एक विशाल पतली फिल्म लेंस है जिसकी मोटाई मानव बाल के केवल दसवें हिस्से के बराबर है। इसे खोज के युग में एक नौकायन के रूप में समझा जा सकता है। प्रकाश पाल सूरज की रोशनी प्राप्त करके हल्का दबाव उत्पन्न करता है, जिससे अंतरिक्ष यान को चलने और तेज होने के लिए प्रेरित किया जाता है। चूँकि सूर्य के प्रकाश का विकिरण दबाव बहुत छोटा होता है, प्रकाश पाल को एक लंबी त्वरण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, लेकिन इसका लाभ यह है कि इसका उपयोग वहाँ किया जा सकता है जहाँ सूर्य का प्रकाश या अन्य तारों का प्रकाश है, इसलिए यह सैद्धांतिक रूप से दीर्घकालिक अंतरतारकीय यात्रा को अंजाम दे सकता है।
हालाँकि, पर्याप्त रूप से बड़े और हल्के प्रकाश पाल के निर्माण और इसे आगे कैसे बढ़ाया जाए, इसकी समस्याओं को अभी भी हल करने की आवश्यकता है। वर्तमान में, लाइट सेल तकनीक अभी भी सैद्धांतिक अनुसंधान चरण में है, और इसकी इंजीनियरिंग चुनौतियाँ बहुत बड़ी हैं क्योंकि दशकों के प्रकाश वर्ष में छोटी से छोटी समस्याओं को भी हल करना मुश्किल हो सकता है।
लेजर-चालित प्रकाश पाल की स्थिरता के संबंध में, एक हालिया पेपर में चर्चा की गई कि लेजर बीम पर प्रकाश पाल को कैसे संतुलित किया जाए। जबकि लेज़र को सीधे किसी तारे पर, या दशकों बाद तारे के स्थान पर इंगित किया जा सकता है, प्रकाश पाल केवल किरण का अनुसरण कर सकता है यदि यह पूरी तरह से संतुलित हो। यदि प्रकाश पाल किरण के सापेक्ष थोड़ा झुका हुआ है, तो परावर्तित लेजर प्रकाश प्रकाश पाल को थोड़ा पार्श्व धक्का देगा। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह विचलन कितना छोटा है, यह समय के साथ बढ़ता जाएगा, जिससे प्रकाश पाल का प्रक्षेप पथ लगातार लक्ष्य से भटकता रहेगा। हम कभी भी हल्के पाल को पूरी तरह से संरेखित नहीं कर सकते हैं, इसलिए हमें छोटे विचलनों को ठीक करने के लिए किसी तरीके की आवश्यकता है।
पारंपरिक रॉकेट मूल रूप से रॉकेट को स्थिर करने के लिए आंतरिक जाइरोस्कोप का उपयोग करते हैं और संतुलन बहाल करने के लिए जोर को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए इंजन का उपयोग करते हैं। लेकिन जाइरोस्कोप प्रणालियाँ अंतरतारकीय प्रकाश पाल के लिए बहुत भारी हैं, और प्रकाश पाल तक पहुँचने के लिए बीम के समायोजन में महीनों या वर्षों का समय लगेगा, जिससे त्वरित परिवर्तन असंभव हो जाएगा। लेकिन पेपर पोयंटिंग नामक एक विकिरण चाल का उपयोग करने का प्रस्ताव करता है। -रॉबर्टसन प्रभाव.
पोयंटिंग-रॉबर्टसन प्रभाव इस घटना को संदर्भित करता है कि अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में कण सूर्य की ओर खींचे जाते हैं और सौर विकिरण के साथ संपर्क के कारण सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। यह कणों द्वारा विकिरण के अवशोषण और उत्सर्जन के कारण होता है, इसलिए इसे प्रकाश दबाव का प्रभाव भी कहा जाता है जिसके कारण धूल के कण धीरे-धीरे सर्पिल कक्षा में सूर्य की ओर गिरते हैं। इस प्रभाव की तीव्रता सूर्य के चारों ओर धूल के रैखिक वेग और सौर विकिरण की तीव्रता के समानुपाती होती है।
तो हम अपने लाइट सेल डिटेक्टर को चालू रखने के लिए पोयंटिंग-रॉबर्टसन प्रभाव का उपयोग कैसे करते हैं? यह मानकर कि किरण एक साधारण मोनोक्रोमैटिक समतल तरंग है (असली लेज़र अधिक जटिल होते हैं), लेखक दिखाते हैं कि कैसे एक साधारण दो-पाल प्रणाली यान को संतुलित रखने के लिए सापेक्ष गति के प्रभावों का उपयोग कर सकती है। जब पाल अपने रास्ते से थोड़ा हट जाता है, तो बीम से पुनर्स्थापन बल इसे रद्द कर देता है। इससे सिद्ध होता है कि यह अवधारणा व्यवहार्य है। लेकिन समय के साथ, सापेक्षतावादी प्रभाव भी सामने आते हैं। पिछले शोध में सापेक्ष गति के डॉपलर प्रभाव को ध्यान में रखा गया है, लेकिन इस अध्ययन से पता चलता है कि रंगीन विपथन का एक सापेक्ष संस्करण भी चलन में आता है। वास्तविक डिज़ाइनों में सापेक्षतावादी प्रभावों की पूरी श्रृंखला को ध्यान में रखा जाना चाहिए, जिसके लिए जटिल मॉडलिंग और ऑप्टिकल तकनीकों की आवश्यकता होती है। इसलिए प्रकाश पाल अभी भी तारों तक पहुंचने का एक संभावित तरीका प्रतीत होता है। बात बस इतनी है कि हमें सावधान रहना होगा कि हम इंजीनियरिंग चुनौतियों को कम न आंकें।
