شمسی ہوا کو پروپلشن کے ذریعہ استعمال کرنے کے لیے کئی تصورات موجود ہیں: میگ سیل، ای سیل، اور پلازما میگنیٹ۔ یہ تمام تصورات بنیادی طور پر ڈریگ ڈیوائسز کے طور پر کام کرتے ہیں اور اس طرح شمسی ہوا (~700 کلومیٹر فی سیکنڈ) کے برابر رفتار تک محدود ہیں، جس میں شمسی ہوا کی مقامی سمت (یعنی لفٹ) کے لیے قوت عبور کرنے کی صرف محدود صلاحیت ہے۔ دریافت کرنے کا ایک دلچسپ امکان متحرک بلندی ہے: خلا کے دو مختلف خطوں میں ہوا کی رفتار میں فرق کا فائدہ اٹھانا۔ Albatrosses اور sailplanes اس تکنیک کو استعمال کرنے کے لیے جانا جاتا ہے، ونڈ شیئر کے علاقوں میں اور باہر چکر لگاتے ہیں۔ برچ (JBIS, 1989) نے تجویز کیا کہ ایسی تکنیک کو "MHD ونگ" کے ذریعے انٹرسٹیلر ٹریول ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن اس تصور کو مزید دریافت نہیں کیا۔
دشاتمک پلازما لہر اینٹینا کے ساتھ ایک خلائی جہاز جو مقامی بین سیاروں یا انٹرسٹیلر میڈیم پر رفتار فراہم کرتا ہے، اینٹینا (لفٹ) پر ایک قوت پیدا کرتا ہے۔ شمسی ہوا کی زیادہ سے زیادہ رفتار سے دس گنا زیادہ رفتار حاصل کرنے اور روشنی کی رفتار کے تقریباً 2% تک پہنچنے کے لیے توانائی کو نکالنے اور شمسی ہوا کی رفتار کے کئی گنا حاصل کرنے کے لیے بار بار متحرک اُڑتے ہوئے حربے کیے جاتے ہیں۔
پروپلشن کے ذریعہ شمسی ہوا کے ساتھ تعامل کے تصور کی نشوونما کے لیے مراحل میں تجرباتی توثیق کی ضرورت ہوگی، جن میں سے سب سے پہلے پروپلشن کے لیے مقناطیسی ڈھانچے کا استعمال کرتے ہوئے شمسی ہوا کے خلاف نمایاں ڈریگ کا مظاہرہ ہوگا۔ تعارف میں نظرثانی شدہ ڈریگ تصورات کی سرعت کے لحاظ سے پلازما مقناطیس سب سے زیادہ کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، لہذا پلازما مقناطیس ٹیکنالوجی کا مظاہرہ اگلا منطقی قدم ہوگا۔ ایک حالیہ مطالعہ نے ایک چھوٹا، 16U کیوبسیٹ مظاہرے کا تصور پیش کیا ہے جسے مشتری کا مشاہدہ کرنے والی رفتار کا تجربہ (JOVE) کہا گیا ہے جو زمین سے لانچ ہونے کے صرف 6 ماہ بعد مشتری کے مدار کو منتقل کر سکتا ہے۔ ونڈ رائیڈنگ پلازما میگنیٹ ٹیکنالوجی کا ایک اور اطلاق شمسی کشش ثقل لینس (SGL) فاصلے (>550AU) تک تیز رفتار رسائی کا مظاہرہ ہوگا۔ ونڈ رائڈر پاتھ فائنڈر مشن نامی اس تحقیق نے دکھایا ہے کہ اس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے لانچ کے 7 سال سے بھی کم عرصے میں ایس جی ایل خطے تک رسائی حاصل کی جا سکتی ہے۔ یہ گراؤنڈ بریکنگ مشن اس بات کی توثیق فراہم کریں گے کہ شمسی ہوا سے بامعنی توانائی حاصل کی جا سکتی ہے، جس سے لفٹ جنریشن کے لیے ہوا سے برقی طاقت نکالنے کے زیادہ جدید تصور کی بنیاد فراہم کی جائے گی۔
شمسی کشش ثقل کے لینس پر دوربین بھیجنے سے دوربین کی تصوراتی صلاحیتوں میں اربوں گنا اضافہ ہوگا کیونکہ یہ تقریباً ملین میل چوڑے سورج کی روشنی کو دیکھ رہی ہوگی۔ شمسی کشش ثقل لینس دوربین۔ آپٹیکل یا قریب نظری طول موج پر، روشنی کی افزائش 200 بلین گنا اور اتنی ہی متاثر کن کونیی ریزولوشن کے ساتھ ہوتی ہے۔ اگر ہم سورج سے 550 AU سے شروع ہونے والے اس خطے تک پہنچ سکتے ہیں، تو ہم exoplanets کی براہ راست امیجنگ کر سکتے ہیں۔ ایک امیجنگ مشن چیلنجنگ لیکن قابل عمل ہے، ایسی ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے جو یا تو پہلے سے دستیاب ہیں یا فعال ترقی میں ہیں۔ حقیقت پسندانہ حالات کے تحت، ہمارے کہکشاں پڑوس میں زمین جیسے ایکسپوپلینٹس کی میگا پکسل امیجنگ کے لیے صرف ہفتوں یا مہینوں کے انضمام کا وقت درکار ہوتا ہے، جیسا کہ پہلے سوچا گیا تھا سالوں کی نہیں۔
یہ ٹیم سورج کی موڑنے والی روشنی کی کشش ثقل کو استعمال کرنے کے لیے پلوٹو سے بیس گنا آگے ایک میٹر دوربین بھیجنے کی تحقیقات کر رہی ہے۔ سورج 865000 میل کا ہے جو زمین سے 109 گنا زیادہ چوڑا ہے۔ کشش ثقل آپ کو سورج کو ایک دیوہیکل روشنی جمع کرنے والے کے طور پر فائدہ اٹھانے دیتی ہے۔ ہم زمین سے 3 نوری دن دور جا سکتے ہیں اور دوسرے نظام شمسی میں سیاروں کی تصویر بنا سکتے ہیں۔ یہ ایسا ہی ہوگا جیسے ہم نے دوسرے نظام شمسی میں تحقیقات بھیجیں۔
اگر یہ طریقہ کام کرتا ہے تو ہم 2030 کی دہائی میں دوسرے نظام شمسی کو تلاش کر سکتے ہیں۔
یہ نقطہ نظر ایک پروپلسیو ڈرائیو کے تصور پر استوار ہے جو بیرونی متحرک دباؤ [نام نہاد کیو ڈرائیو (گریسن، 2019)] سے چلتا ہے، تاہم، موجودہ تصور میں، کوئی آن بورڈ ری ایکشن ماس استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ گاڑی کے اوپر بہاؤ کے لیے کھڑے شمسی ہوا میں موجود مادے کو تیز کرنے کے لیے بیرونی پاور جنریشن کا استعمال کرتے ہوئے، لفٹ پیدا ہوتی ہے جو کہ طاقت نکالنے کے عمل سے پیدا ہونے والے ڈریگ سے زیادہ ہوتی ہے۔ نتیجہ ایک قسم کا لفٹ پیدا کرنے والا ونگ ہے، لیکن جسمانی ساخت کے بغیر۔ سیکشن 2 میں، اس لفٹ پیدا کرنے والے میکانزم کے آپریٹنگ اصولوں کو تفصیل سے تیار کیا گیا ہے۔ سیکشن 3 میں، نظام شمسی میں دستیاب ہائی ونڈ شیئر کے علاقوں کو استعمال کرتے ہوئے ممکنہ مشن کے تصورات تیار کیے گئے ہیں، یعنی تیز (قطبی) اور سست (استوائی) شمسی ہوا اور ختم ہونے والے جھٹکے کے درمیان انٹرفیس جہاں شمسی ہوا سپرسونک سے بدل جاتی ہے۔ سبسونک بہاؤ، c کے ≈2% کی رفتار تک پہنچنے کے لیے۔
نظام شمسی میں کئی ڈھانچے ہوا کے گراڈینٹ پیش کرتے ہیں جو توانائی کو نکالنے کے لیے متحرک بڑھتے ہوئے چالوں کے لیے کافی بڑے ہوتے ہیں۔ اس طرح کے ڈھانچے میں شامل ہیں لیکن ان تک محدود نہیں ہیں: ختم ہونے کا جھٹکا، ہیلیوپاز، سست اور تیز شمسی ہوا اور سیاروں کے مقناطیسی کرہ کی حد۔ اگرچہ ان ڈھانچے کی کثافت مختلف ہوتی ہے، لیکن پلازما میگنیٹ جیسے ڈریگ ڈیوائسز کے تجزیے سے معلوم ہوا ہے کہ گاڑی کے ارد گرد مصنوعی طور پر پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کی حد قدرتی طور پر پھیلتی ہے جیسے جیسے ارد گرد کی کثافت کم ہوتی ہے۔ خاص طور پر، خلائی جہاز کے ارد گرد مقناطیسی ڈھانچہ اس وقت تک پھیلے گا جب تک کہ مقناطیسی دباؤ شمسی ہوا کے متحرک دباؤ سے میل نہیں کھاتا۔ یہ اثر پلازما مقناطیس جیسے آلات کو سورج سے باہر کی طرف بڑھتے ہی تقریباً مسلسل گھسیٹتا ہے۔ اس مقالے میں تجزیہ کے مقاصد کے لیے، ہم نے ڈریگ کی مستقل اقدار کو اپنایا ہے اور چونکہ لفٹ کی طاقت پلازما کے ذریعے ڈریگ ڈیوائس کی حرکت سے حاصل ہوتی ہے، اسی طرح لفٹ کی بھی مستقل اقدار۔
کم ڈریگ بینکنگ پینتریبازی کے ذریعے ہوا کے چلتے دھارے میں داخل ہونے پر ایک گاڑی (یا پرندہ) لچکدار تصادم کو انجام دیتا ہے۔ جیسے ہی گاڑی خاموش ہوا میں دوبارہ داخل ہوتی ہے، اس نے ہوا کی رفتار سے دوگنا رفتار حاصل کی ہے۔ اس کے بعد پرسکون ہوا میں بینکنگ کرتے ہوئے، گاڑی ہوا کے دھارے میں دوبارہ داخل ہو سکتی ہے اور اپنی رفتار کو دوبارہ بڑھا سکتی ہے، اس ہتھکنڈے کو بار بار دہراتی رہتی ہے جب تک کہ گھسیٹنے کے نقصانات رفتار کے فوائد کا مقابلہ نہ کر دیں اور زیادہ سے زیادہ رفتار حاصل کر لی جائے۔ حال ہی میں، ریموٹ کنٹرول گلائیڈر کے شوقینوں نے 850 کلومیٹر فی گھنٹہ - ہوا کی رفتار سے تقریباً 10 گنا زیادہ - اس تکنیک کو گلائیڈرز کے ساتھ استعمال کر کے قابل ذکر رفتار حاصل کی ہے جن میں جہاز پر کوئی پروپلشن نہیں ہے۔
ایک خلائی جہاز خلاء میں آئنائزڈ گیس کے بہاؤ (شمسی ہوا یا انٹرسٹیلر میڈیم) کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے تاکہ بہاؤ کی رفتار سے زیادہ رفتار کو تیز کیا جا سکے۔ سمندری پرندوں اور گلائیڈرز کی طرف سے کی جانے والی متحرک بلندی کی چالوں سے متاثر ہو کر جس میں ہوا کی رفتار میں فرق کو رفتار حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، مجوزہ تکنیک میں ایک لفٹ پیدا کرنے والا خلائی جہاز ہیلیوسفیر کے ان خطوں کے درمیان چکر لگاتا ہے جن کی ہوا کی رفتار مختلف ہوتی ہے، اس عمل میں توانائی حاصل ہوتی ہے۔ پروپیلنٹ کے استعمال کے بغیر اور صرف معمولی جہاز پر بجلی کی ضروریات۔
آسان ترین تجزیہ میں، خلائی جہاز کی حرکت کو مختلف رفتار سے چلنے والے درمیانے درجے کے علاقوں کے درمیان لچکدار تصادم کی ایک سیریز کے طور پر بنایا جا سکتا ہے۔ خلائی جہاز کی رفتار کے مزید تفصیلی ماڈل تیار کیے گئے ہیں تاکہ ممکنہ رفتار کے فوائد اور گاڑی کے لفٹ ٹو ڈریگ تناسب کے لحاظ سے حاصل کی جانے والی زیادہ سے زیادہ رفتار کا اندازہ لگایا جا سکے۔ ایک لفٹ پیدا کرنے کا طریقہ کار تجویز کیا گیا ہے جس میں پرواز کی سمت میں گاڑی کے اوپر بہاؤ سے طاقت حاصل کی جاتی ہے اور پھر اس کا استعمال ٹرانسورس سمت میں ارد گرد کے درمیانے درجے کو تیز کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس سے لفٹ پیدا ہوتی ہے (یعنی ایک قوت بہاؤ کے لیے کھڑی ہوتی ہے)۔ لفٹ ٹو ڈریگ تناسب کی بڑی قدریں اس صورت میں ممکن دکھائی دیتی ہیں جہاں تعامل کے ایک بڑے علاقے پر ایک چھوٹی ٹرانسورس رفتار دی جاتی ہے۔ ہیلیوسفیئر کی انتہائی کم کثافت میں ایک بڑے تعامل کے علاقے کی ضرورت جسمانی ونگ کے استعمال کو روکتی ہے، لیکن ارد گرد کے میڈیم پر رفتار فراہم کرنے کے لیے کمپیکٹ، دشاتمک اینٹینا سے پیدا ہونے والی پلازما لہروں کا استعمال ممکن ہے، R-waves، X-waves، Alfven waves، اور magnetosonic waves امید افزا امیدواروں کے طور پر ظاہر ہو رہی ہیں۔ ایک تصوراتی مشن کی تعریف کی گئی ہے جس میں ہیلیوسفیئر کے ختم ہونے والے جھٹکے پر متحرک بلندی کا مظاہرہ کیا جاتا ہے، جس سے خلائی جہاز پروپیلنٹ کے خرچ کے بغیر لانچ کے ڈھائی سال کے اندر 2٪ c کے قریب رفتار تک پہنچنے کے قابل بناتا ہے۔ یہ تکنیک دوسرے نظام شمسی کے لیے حقیقی انٹرسٹیلر فلائٹ حاصل کرنے کے لیے ملٹی اسٹیج مشن کے لیے پہلے مرحلے پر مشتمل ہو سکتی ہے۔
سولر سیل ایک پروپلشن ٹیکنالوجی کی پہلی مثال ہے جو سورج سے نکلنے والے آزادانہ طور پر دستیاب فوٹون کا استعمال کرتی ہے، لیکن یہاں تک کہ انتہائی انتہائی شمسی جہاز رانی — سورج کے قریب سے شروع کی گئی سب سے زیادہ درجہ حرارت والے مواد کا استعمال کرتے ہوئے سب سے کم رقبے کی کثافت (مثلاً، ایروگرافائٹ)— صرف 2% c حاصل کرنے کے قابل ہو گا (Heller et al., 2020)؛ زیادہ روایتی شمسی جہاز c کے 0.5% سے کم تک محدود ہیں (Davoyan et al., 2021)۔ حال ہی میں، لنگم اور لوئب (لنگم اور لوئب، 2020) نے فلکی طبیعی اشیاء (مثلاً بڑے ستارے، سپرنووا وغیرہ) کا جائزہ لیا ہے جو تابکاری سے چلنے والی روشنی کے جہاز کو 10% c یا اس سے زیادہ کی رفتار حاصل کرنے کی اجازت دیتے ہیں، لیکن یہ اب بھی اس مسئلے کو چھوڑ دیتا ہے کہ نظام شمسی سے شروع ہونے والی انسانی ٹیکنالوجی انٹرسٹیلر فلائٹ کیسے حاصل کر سکتی ہے۔
برائن وانگ ایک فیوچرسٹ تھیٹ لیڈر اور ایک مشہور سائنس بلاگر ہے جس میں ہر ماہ 1 لاکھ قارئین ہیں۔ اس کا بلاگ Nextbigfuture.com نمبر 1 سائنس نیوز بلاگ کی درجہ بندی ہے۔ اس میں خلل ، روبوٹکس ، مصنوعی ذہانت ، طب ، اینٹی ایجنگ بائیوٹیکنالوجی ، اور نینو ٹیکنالوجی سمیت بہت سی خلل ڈالنے والی ٹیکنالوجی اور رجحانات شامل ہیں۔
جدید ٹیکنالوجیز کی شناخت کے لیے جانا جاتا ہے ، وہ فی الوقت ابتدائی مرحلے کی کمپنیوں کے لیے اسٹارٹ اپ اور فنڈ ریزر کے شریک بانی ہیں۔ وہ گہری ٹیکنالوجی کی سرمایہ کاری کے لیے مختص تحقیق کے سربراہ اور خلائی فرشتے میں ایک فرشتہ سرمایہ کار ہیں۔
کارپوریشنوں میں بار بار اسپیکر ، وہ ٹی ای ڈی ایکس اسپیکر ، سنگولریٹی یونیورسٹی اسپیکر اور ریڈیو اور پوڈ کاسٹ کے متعدد انٹرویوز میں مہمان رہے ہیں۔ وہ عوامی تقریر اور مشاورت کے لیے کھلا ہے۔
