क्या अंतरिक्ष चावल और चंद्र कारें चंद्र जीवन को संभव बना सकती हैं?

चंद्रमा पर लौटने में प्रमुख बाधाएँ क्यों हैं

मानव जाति ने आखिरी बार 1972 में चंद्रमा पर कदम रखा था, और तब से आधी सदी से अधिक समय बीत चुका है।

विडंबना यह है कि एक ओर हम चंद्रमा पर लौटने में कम सक्षम दिखाई देते हैं, जबकि दूसरी ओर निकट भविष्य में पृथ्वी के इस प्राकृतिक उपग्रह पर कहीं अधिक काम करने की तैयारी कर रहे हैं।

हमारे लौट न पाने का मुख्य कारण यह है कि फिलहाल हमारे पास अंतरिक्ष यात्रियों को चंद्रमा की ओर भेजने की सक्रिय क्षमता नहीं है, और आर्टेमिस मिशन को कई झटके लगे हैं।

पहला झटका नासा के बजट में प्रस्तावित 25% कटौती है।

दूसरा झटका SLS कार्यक्रम की उचित आलोचना है। इसकी देरी और बेकाबू लागत ने आर्टेमिस मिशनों की समय-सारिणी को गंभीर रूप से प्रभावित किया है (आर्टेमिस कार्यक्रम के विवरण पर पूरी रिपोर्ट के लिए लिंक खोलें)।

तीसरा झटका आर्टेमिस कार्यक्रम के एक पूर्व प्रमुख हिस्से, लूनर गेटवे, के संभावित रद्द होने से जुड़ा है (लूनर गेटवे के उद्देश्यों और कई घटकों की विस्तृत व्याख्या के लिए लिंक खोलें)। हालांकि, अमेरिकी सीनेट द्वारा इन बजट कटौतियों का विरोध अभी भी लूनर गेटवे को बचा सकता है।

फिर भी, चंद्रमा पर लौटने की अमेरिकी योजनाएं पूरी तरह समाप्त नहीं हुई हैं। भविष्य में किसी समय SLS प्रक्षेपण यान की जगह संभवतः SpaceX का (SPCX ) Starship लेगा। नासा अपनी चंद्र अन्वेषण योजनाओं के अन्य हिस्सों पर भी आगे बढ़ रहा है, विशेष रूप से आर्टेमिस लूनर टेरेन व्हीकल के उपकरणों के चयन पर। नए आनुवंशिक रूप से संशोधित बौने चावल के पौधे गहरे अंतरिक्ष के ठिकानों और भविष्य की पृथ्वी-बाह्य मानव बस्तियों में स्थानीय खाद्य उत्पादन के लिए भी महत्वपूर्ण हो सकते हैं।

लूनर उपकरण

नासा ने चंद्रमा पर भेजने के लिए तीन उपकरण चुने हैं। इनमें से दो को LTV (लूनर टेरेन व्हीकल) में लगाने की योजना है, जबकि तीसरा भविष्य के किसी कक्षीय अवसर के लिए है।

चंद्र संसाधनों और भविष्य की मानव बस्तियों के लिए उनकी उपयोगिता निर्धारित करने के इन शुरुआती प्रयासों में ये उपकरण निर्णायक होंगे।

मानव और रोबोटिक अन्वेषण की सर्वोत्तम क्षमताओं को मिलाकर, LTV के लिए चुने गए वैज्ञानिक उपकरण ऐसी खोजें करेंगे जो पृथ्वी के निकटतम पड़ोसी के बारे में हमारी जानकारी बढ़ाएंगी और चंद्रमा पर हमारे अंतरिक्ष यात्रियों तथा अंतरिक्ष यानों के स्वास्थ्य और सुरक्षा को लाभ पहुंचाएंगी।”

निकी फॉक्स – नासा का साइंस मिशन डायरेक्टरेट।

LTV उपकरण

LTV में लगाया जाने वाला पहला उपकरण आर्टेमिस इन्फ्रारेड रिफ्लेक्टेंस एंड एमिशन स्पेक्ट्रोमीटर, या AIRES, है। इसका उपयोग चंद्र खनिजों और वाष्पशील पदार्थों की पहचान, मात्रा निर्धारण और मानचित्रण के लिए किया जाएगा। पानी, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे वाष्पशील पदार्थ आसानी से वाष्पित होते हैं। उनकी मात्रा मापना कठिन है, लेकिन पृथ्वी से आयात की आवश्यकता घटाने में वे बेहद महत्वपूर्ण हैं।

दूसरा उपकरण लूनर माइक्रोवेव एक्टिव-पैसिव स्पेक्ट्रोमीटर (L-MAPS) होगा। यह स्पेक्ट्रोमीटर और जमीन के भीतर देखने वाले रडार को मिलाकर चंद्र सतह के नीचे की संरचनाओं को मापेगा, जिसमें पानी की खोज पर विशेष ध्यान होगा।

यह तापमान, घनत्व और भूमिगत संरचनाओं को 131 फीट (40 मीटर) से अधिक गहराई तक मापेगा। पानी केवल अंतरिक्ष यात्रियों को जीवित रखने के लिए ही आवश्यक नहीं है; किसी स्थायी पृथ्वी-बाह्य ठिकाने में इसके कई अन्य उपयोग भी होंगे:

• सरल विकिरण सुरक्षा, क्योंकि कुछ मीटर बर्फ या तरल पानी किसी भी आवास को सुरक्षित कर सकता है।
• वापसी यात्राओं और संभावित कक्षीय उद्योगों के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से रॉकेट ईंधन, या कार्बन का अच्छा स्रोत मिलने पर मेथनॉल, तैयार करना।
• एरोपोनिक या हाइड्रोपोनिक पद्धतियों से फसल उगाना, जिसमें नीचे वर्णित चावल की किस्में भी शामिल हैं।

AIRES और L-MAPS मिलकर चंद्र सतह की संरचना और जीवन को सहारा देने की उसकी क्षमता की कहीं अधिक स्पष्ट तस्वीर देंगे। वे वैज्ञानिकों को चंद्रमा का इतिहास बेहतर ढंग से समझने और परिणामों को पृथ्वी के उपग्रह के अभी तक मानचित्रित न हुए क्षेत्रों पर लागू करने में भी मदद करेंगे।

तीसरे उपकरण के रूप में अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर फॉर द मून (UCIS-Moon) को चुना गया है। यह चंद्र कक्षा में रहेगा और चंद्र संसाधनों के मानचित्र की व्यापक रूपरेखा तैयार करने में मदद करेगा।

इससे अन्वेषण दलों को LTV द्वारा जांच के लिए सबसे आशाजनक क्षेत्रों का पता चल सकेगा।

“LTV पर और कक्षा में मौजूद इन उपकरणों से हम केवल उन स्थानों पर ही नहीं, जहां अंतरिक्ष यात्री जाएंगे, बल्कि चंद्रमा के पूरे दक्षिणी ध्रुवीय क्षेत्र की सतह का भी अध्ययन कर सकेंगे। इससे आने वाले वर्षों में वैज्ञानिक खोज और अन्वेषण के रोमांचक अवसर मिलेंगे।”

जोएल कर्न्स – नासा के साइंस मिशन डायरेक्टरेट में अन्वेषण के उप-सहायक प्रशासक।

इसी दौरान LTV के डिजाइन पर निर्णय की प्रक्रिया Intuitive Machines, Lunar Outpost और Venturi Astrolab के साथ साझेदारी में जारी है।

चंद्रमा पर फसलें उगाना

अंतरिक्ष में खाद्य उत्पादन को बड़े पैमाने पर ले जाना

यदि अंतरिक्ष यात्रियों की कोई बड़ी आबादी निम्न पृथ्वी कक्षा से दूर लंबे अभियानों पर रहेगी, तो स्थानीय खाद्य उत्पादन आवश्यक होगा। मानव जीवन के लिए जरूरी अधिकांश कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन वहीं पैदा करने होंगे, जबकि कम मात्रा में आवश्यक दुर्लभ विटामिन और खनिज शायद भेजे गए पूरक आहार से मिल सकते हैं।

ISS पर सलाद पत्ते और अन्य हरी सब्जियां उगाने के प्रयोग अब तक आशाजनक रहे हैं, लेकिन चंद्रमा या मंगल पर बड़े पैमाने की खेती की योजना इससे काफी अलग होगी।

“अंतरिक्ष में जीवन संसाधनों के पुनर्चक्रण और टिकाऊ तरीके से रहने पर निर्भर है। हम वही समस्याएं हल करने की कोशिश कर रहे हैं जिनका सामना पृथ्वी पर करते हैं।”

मार्ता डेल बियांको – इतालवी अंतरिक्ष एजेंसी में पादप जीवविज्ञानी

इसलिए विज्ञान-कथा फिल्म द मार्शियन में मैट डेमन द्वारा उगाए गए आलू संभावित वास्तविकता के काफी करीब हैं।

स्रोत: Modern Farmer

अंतरिक्ष के लिए चावल तैयार करना

छोटा बेहतर है

मुख्य खाद्य फसलों में चावल जितनी उत्पादक कोई फसल नहीं है। इसकी प्रति वर्ग मीटर उपज सबसे अधिक होती है और सही परिस्थितियों में साल में दो से तीन फसलें ली जा सकती हैं।

समस्या यह है कि पृथ्वी की चावल किस्में खुले धान के खेतों में उगने के लिए विकसित की गई थीं, तंग गलियारों, अंतरिक्ष स्टेशनों या संभावित चंद्र ठिकानों के लिए नहीं। अधिकांश किस्में इस अत्यधिक कृत्रिम व्यवस्था के लिए बहुत बड़ी हैं।

“बौनी किस्में अक्सर जिबरेलिन नामक पादप हार्मोन में बदलाव से बनाई जाती हैं। इससे पौधे की ऊंचाई घट सकती है, लेकिन बीज के अंकुरण में समस्याएं भी पैदा होती हैं।

वे आदर्श फसल नहीं हैं, क्योंकि अंतरिक्ष में केवल छोटा होना पर्याप्त नहीं; पौधे का उत्पादक होना भी जरूरी है।”

मार्ता डेल बियांको – इतालवी अंतरिक्ष एजेंसी में पादप जीवविज्ञानी

चंद्र-चावल परियोजना

तीन अलग-अलग इतालवी विश्वविद्यालयों की भागीदारी वाला Moon-Rice प्रोजेक्ट इसी समस्या को हल करने का प्रयास कर रहा है।

“मिलान विश्वविद्यालय की चावल आनुवंशिकी में बहुत मजबूत पृष्ठभूमि है, रोम का Sapienza विश्वविद्यालय फसल शरीरक्रिया में बदलाव का विशेषज्ञ है, और नेपल्स के Federico II विश्वविद्यालय के पास अंतरिक्ष में फसल उत्पादन की शानदार विरासत है।”

मार्ता डेल बियांको – इतालवी अंतरिक्ष एजेंसी में पादप जीवविज्ञानी

शोधकर्ता चावल की ऐसी उत्परिवर्ती किस्मों से शुरुआत कर रहे हैं जो केवल 10 सेंटीमीटर (4 इंच) तक ऊंची होती हैं। इसके बाद वे इन किस्मों की उत्पादकता बढ़ाने के तरीके खोज रहे हैं।

अंतरिक्ष में पशु प्रोटीन तैयार करने की कठिनाई भी ध्यान देने योग्य है। इसके बजाय अधिक प्रोटीन वाला चावल आदर्श होगा, इसलिए प्रोटीन और स्टार्च का अनुपात बढ़ाने के लिए आनुवंशिक संशोधन की जांच की जा रही है। CRISPR जैसी नई तकनीकें ऐसे GMO पौधों का विकास कहीं आसान, सस्ता, अधिक सटीक और प्रभावी बनाती हैं।

स्रोत: Phys.org

अंतरिक्ष जैसी परिस्थितियों के और करीब

लागत बचाने के लिए सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण चावल के पौधे को लगातार घुमाकर किया जाता है, ताकि गुरुत्वाकर्षण उसे सभी दिशाओं में समान रूप से खींचे।

कक्षा में वास्तविक सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में परीक्षण आदर्श होगा, लेकिन कई नई किस्मों के परीक्षण के लिए यह अत्यधिक महंगा होगा।

हालांकि, 2022 के चीनी प्रयोगों से हम जानते हैं कि चावल अंतरिक्ष में अच्छी तरह उग सकता है। यह लगभग 30 सेंटीमीटर ऊंची लंबी किस्म और करीब 5 सेंटीमीटर ऊंची बौनी किस्म, दोनों पर लागू हुआ।

अंतरिक्ष में चावल और अन्य पौधे उगाने का एक कारण व्यावहारिक नहीं, बल्कि मनोवैज्ञानिक भी है।

“पौधों को बढ़ते देखना और उनकी देखभाल करना मनुष्यों के लिए अच्छा है। पहले से पका या मुलायम भोजन थोड़े समय के लिए ठीक हो सकता है, लेकिन लंबे अभियानों में यह चिंता का कारण बन सकता है।

यदि हम ऐसा वातावरण बना सकें जो अंतरिक्ष यात्रियों को शारीरिक और मानसिक दोनों रूप से पोषण दे, तो तनाव और गलतियां करने की आशंका कम होगी।

मार्ता डेल बियांको – इतालवी अंतरिक्ष एजेंसी में पादप जीवविज्ञानी

अंतरिक्ष ही एकमात्र क्षेत्र नहीं है जहां यह तकनीक उपयोगी हो सकती है। अंटार्कटिका, आर्कटिक या रेगिस्तानों में स्थित दूरस्थ ठिकानों को भी इससे लाभ मिल सकता है।

अंतरिक्ष बस्तियों के लिए तैयार होना

अंतरिक्ष बसाने के सबसे महत्वपूर्ण साधन अत्यंत बड़े और पुन: प्रयोज्य रॉकेट होंगे, जैसे SpaceX का Starship, और भविष्य में Jeff Bezos के Blue Origin, Rocket Lab (RKLB ) तथा संभवतः अनेक सार्वजनिक और निजी चीनी कंपनियों के समान यान।

लेकिन वास्तव में चंद्र ठिकाना और बाद में मंगल ठिकाना बनाने के लिए कई अन्य साधनों की जरूरत होगी: अंतरिक्ष वाहन, संसाधन डिटेक्टर, स्वायत्त हाइड्रोपोनिक फार्म, अनुकूलित पौध किस्में, विकिरण सुरक्षा, उत्खनन और निर्माण उपकरण, सौर भट्टियां और अन्य प्रणालियां।

इस क्षेत्र की कंपनियों को रॉकेट प्रौद्योगिकी की प्रगति से बड़ा लाभ होगा, क्योंकि कक्षा तक पहुंचने की लागत में हर कमी अधिक द्रव्यमान भेजना संभव बनाती है और इन उपकरणों की मांग बढ़ाती है।

एयरोस्पेस सेक्टर में निवेश

Intuitive Machines

2013 में ह्यूस्टन, टेक्सास में स्थापित Intuitive अपने स्टॉक टिकर से भी स्पष्ट रूप से चंद्रमा पर केंद्रित कंपनी है। इसे पहले ही नासा के चार चंद्र मिशनों के लिए चुना जा चुका है और इसमें 400 से अधिक कर्मचारी हैं।

स्रोत: Intuitive Machines

यह चंद्रमा पर सफलतापूर्वक उतरने और वहां से वैज्ञानिक डेटा भेजने वाली पहली वाणिज्यिक कंपनी थी। इसने अंतरिक्ष में LOx/LCH4 यानी तरल ऑक्सीजन और तरल मीथेन इंजन का पहला प्रज्वलन भी किया।

कंपनी कई ऐसी परियोजनाओं पर काम कर रही है जो चंद्र अन्वेषण और बसावट के बुनियादी ढांचे की नींव बनेंगी।

पहली परियोजना “डेटा ट्रांसमिशन सेवा” है। तकनीक का परीक्षण चल रहा है और अंतिम लक्ष्य चंद्र कक्षा में डेटा संचार उपग्रहों का समूह स्थापित करना है।

स्रोत: Intuitive Machines

दूसरा भाग “Infrastructure as a Service” है। इसमें स्वायत्त रूप से काम करने में सक्षम LTV, दूरसंचार सेवा और GPS स्थान-निर्धारण सेवाएं शामिल होनी चाहिए।

स्रोत: Intuitive Machines

अंतिम खंड चंद्र सतह पर सामग्री पहुंचाना है। अब तक कंपनी ने Nova-C लैंडर से वैज्ञानिक पेलोड पहुंचाए हैं। यह 4.3 मीटर (14 फीट) ऊंचा लैंडर चंद्रमा तक 130 किलोग्राम पेलोड पहुंचा सकता है।

अगला कदम Nova-D लैंडर होगा, जो चंद्रमा पर 1,500 से 2,500 किलोग्राम सामग्री पहुंचा सकता है। Lunar Terrain Vehicle (LTV) और चंद्र ठिकाने को ऊर्जा देने के लिए प्रस्तावित 40 kW Fission Surface Power परमाणु रिएक्टर को पहुंचाने हेतु इसी पेलोड क्षमता और आकार की जरूरत होगी।

स्रोत: Intuitive Machines

कंपनी ने नासा से कई मूल्यवान अनुबंध हासिल किए हैं। उदाहरण के लिए Near Space Network अनुबंध का अधिकतम संभावित मूल्य 4.82 अरब डॉलर है।

तीन संभावित आपूर्तिकर्ताओं में से LTV अनुबंध पर नासा का अंतिम फैसला 2025 के अंत तक अपेक्षित है। इस अनुबंध का मूल्य भी 4.6 अरब डॉलर तक हो सकता है।

कंपनी नासा से बाहर भी अपना ग्राहक आधार बढ़ाने की कोशिश कर रही है। अप्रैल 2025 में Texas Space Commission ने इसे 10 मिलियन डॉलर तक के अनुदान के लिए चुना। इससे पृथ्वी पर पुनः प्रवेश करने वाले यान और सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में जैव-विनिर्माण सक्षम करने वाली कक्षीय निर्माण प्रयोगशाला के विकास को सहायता मिलेगी।

यह पुनः प्रवेश यान कंपनी के भविष्य के चंद्र नमूना-वापसी अभियानों के लिए वैकल्पिक व्यवस्था देगा और जोखिम घटाएगा।

एक अन्य परियोजना वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला के JETSON अनुबंध के लिए कम ऊर्जा वाले परमाणु चालित गोपनीय उपग्रह विकसित करना है।

कंपनी 2025 की पहली तिमाही में सकारात्मक मुक्त नकदी प्रवाह तक पहुंची और उसके पास चंद्र दूरसंचार अनुबंध भी है। इसलिए निवेशकों के लिए इसका जोखिम अब काफी कम हो रहा है: नकदी खर्च करने वाले स्टार्टअप से यह बढ़ती अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था के स्थापित सेवा प्रदाता में बदल रही है।

LTV के लिए नए उपकरणों का विकास दिखाता है कि नासा आर्टेमिस परियोजना छोड़ने वाला नहीं है, भले ही SLS रॉकेट जैसे तत्वों में बड़े बदलाव किए जाएं। इसलिए Intuitive जैसे सहायक उपकरण प्रदाताओं का भविष्य आशाजनक दिखता है।

Intuitive Machines (LUNR) स्टॉक समाचार और विकास