गुरुत्वाकर्षण को नियंत्रित करना: विज्ञान कथा या वास्तविकता?

प्रणोदक के बिना प्रणोदन?

रॉकेट अपने साथ लाए प्रणोदक को तेज़ी से बाहर निकालकर विपरीत दिशा में बल उत्पन्न करते हैं। यह सिद्धांत द्वितीय विश्व युद्ध के V2 से भी पुराना है।

पृथ्वी से प्रक्षेपण में रासायनिक रॉकेट प्रमुख हैं। अंतरिक्ष में आयन इंजन जैसे अन्य प्रणोदन और सौर पाल जैसे बिना ऑनबोर्ड प्रणोदक वाले तरीके भी उपयोग किए जाते हैं।

आदर्श रॉकेट समीकरण वेग परिवर्तन को निकास वेग और शुरुआती तथा अंतिम द्रव्यमान के अनुपात से जोड़ता है। तात्कालिक प्रणोद बल द्रव्यमान प्रवाह दर और निकास वेग पर भी निर्भर करता है। अधिक प्रणोदक ले जाने से उसे उठाने के लिए भी क्षमता चाहिए।

कक्षा तक पहुँचने वाले कई रॉकेटों में प्रारंभिक द्रव्यमान का लगभग 90% प्रणोदक हो सकता है। यह सार्वभौमिक अनिवार्य अनुपात नहीं है; डिजाइन, चरणों और मिशन के अनुसार बदलता है।

बिना प्रणोदक वाले सभी तरीके काल्पनिक नहीं हैं: सौर पाल प्रकाश के संवेग से बल प्राप्त करते हैं। इसके विपरीत, बाहरी संवेग विनिमय के बिना बंद प्रणाली में शुद्ध बल उत्पन्न करने का दावा अलग और अधिक असाधारण है।

ऐसे असामान्य दावों के लिए स्वतंत्र पुनरुत्पादन और विद्युतचुंबकीय, तापीय तथा यांत्रिक त्रुटियों का नियंत्रण आवश्यक है।

एक हालिया उदाहरण है डॉ. जॉन ब्रैंडेनबर्ग की 31 अगस्त 2024 की APEC प्रस्तुति में ऐसे प्रयोग का दावा किया गया, जिसका शीर्षक था ”गुरुत्वाकर्षण संशोधन प्रयोग विवरण और परिणाम” था।

गुरुत्वाकर्षण परिवर्तन के दावे

पृष्ठभूमि और प्रमाण

एंटी-ग्रैविटी विज्ञान कथा का परिचित विषय है। किसी वास्तविक उपकरण के लिए यह दावा करने पर मापनीय, स्वतंत्र रूप से दोहराए जा सकने वाले प्रमाण चाहिए।

डॉ. ब्रैंडेनबर्ग की वैज्ञानिक पृष्ठभूमि इस दावे को अपने आप सत्य नहीं बनाती।

उनका कार्य प्लाज़्मा और प्रणोदन से जुड़ा रहा है तथा उन्होंने लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी और सैंडिया प्रयोगशालाओं में काम करने का उल्लेख किया है। संस्थागत संबद्धता किसी स्वतंत्र एंटी-ग्रैविटी दावे की पुष्टि नहीं है।

उनका नाम माइक्रोवेव‑इलेक्ट्रोथर्मल (MET) थ्रस्टर के विकास से भी जुड़ा है। यह प्रणोदक को माइक्रोवेव ऊर्जा से गर्म करता है और प्रतिक्रिया बल के सामान्य सिद्धांत पर काम करता है।

स्रोत: URA Thrusters

प्रासंगिक अनुभव उपयोगी है, लेकिन निष्कर्ष प्रयोग की गुणवत्ता और स्वतंत्र सत्यापन पर निर्भर करते हैं।

ग्रैविटी इलेक्ट्रो-मैग्नेटिज़्म (GEM) प्रस्ताव

मूलभूत बल

आधुनिक भौतिकी में चार मूलभूत अंतःक्रियाएँ मानी जाती हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युतचुंबकीय, प्रबल और दुर्बल अंतःक्रिया। उनकी सीमा और व्यवहार अलग हैं।

स्रोत: ResearchGate

ब्रैंडेनबर्ग का GEM गुरुत्वाकर्षण और विद्युतचुंबकत्व को जोड़ने का प्रस्ताव है। यह स्थापित, प्रयोगात्मक रूप से पुष्ट एकीकृत सिद्धांत नहीं है। इसे सामान्य सापेक्षता में प्रयुक्त ग्रैविटोइलेक्ट्रोमैग्नेटिक सादृश्य से भी अलग समझना चाहिए।

मूलभूत अंतःक्रियाओं के एकीकरण का लंबा इतिहास है। इसमें विद्युत और चुंबकत्व का एकीकरण 19^वीं सदी में तथा विद्युतचुंबकीय और दुर्बल अंतःक्रिया का इलेक्ट्रोवीक सिद्धांत शामिल हैं। संबंधित कार्यों को 1979 और 1999 में नोबेल पुरस्कार मिले।

गुरुत्वाकर्षण और इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म का एकीकरण

कुछ सीमित परिस्थितियों में गुरुत्वाकर्षण और विद्युतचुंबकत्व के समीकरणों में गणितीय समानताएँ दिखती हैं। समानता अपने आप यह सिद्ध नहीं करती कि दोनों एक ही बल हैं।

न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण नियम और स्थिर बिंदु आवेशों का कूलॉम नियम बल को दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती, 1/r², बताते हैं। यह शर्तों पर आधारित समानता है।

स्रोत: Mr. Naga Physics

नए सिद्धांत को स्थापित मापों से संगत होना और अलग, जाँचने योग्य भविष्यवाणियाँ देना आवश्यक है।

ब्रैंडेनबर्ग ने इस प्रस्ताव पर पहले भी लेख प्रकाशित किए हैं, जिनमें शामिल हैं:

• “The Problem of Weak and Strong Nuclear Forces and Prediction of the Higgs‑Boson Mass using the GEM (Gravity Electro‑Magnetism) Unification Theory” STAIF II, Albuquerque, NM February (2012).
• “A Derivation of the Newton Gravitation Constant and the Proton Mass From the GEM Unification Theory of Baryon‑Genesis.” Journal of Cosmology Volume 17, 2011.
• “The Value of the Gravitation Constant and its Relation to Cosmic Electrodynamics,” IEEE Transactions On Plasma Science, Plasma Cosmology Issue Vol. 35, No. 4. p845.

यह विवादास्पद क्यों है?

यह प्रस्ताव गुरुत्वाकर्षण की स्थापित व्याख्या से अलग दावे करता है। इसलिए इसकी जाँच मौजूदा प्रयोगात्मक सीमाओं और स्वतंत्र परीक्षणों के आधार पर होनी चाहिए।

गुरुत्वीय स्थिरांक G में परिवर्तन का कोई दावा सटीक मापों और उनकी अनिश्चितताओं से मेल खाना चाहिए।

नकारात्मक द्रव्यमान या प्रतिकर्षी गुरुत्वाकर्षण की परिकल्पनाएँ स्थापित एंटी-ग्रैविटी उपकरण का प्रमाण नहीं हैं। यह कहना भी सही नहीं कि समस्त क्वांटम भौतिकी एक वाक्य में ऐसे सभी विचारों को निषिद्ध करती है।

तुलना के लिए, फ्रांसीसी प्लाज़्मा शोधकर्ता जाँ-पियेर पती का Janus ब्रह्मांडीय मॉडल भी एक अपरंपरागत प्रस्ताव है। किसी विचार की लोकप्रियता या आलोचना उसके सही या गलत होने का वैज्ञानिक प्रमाण नहीं होती।

स्थापित भौतिकी बदलने वाले दावों के लिए विशेष रूप से मजबूत प्रमाण चाहिए।

प्रयोग में क्या दावा किया गया?

प्रस्तुति में हीलियम गुब्बारे, छोटे मोटर आर्मेचर और तारों जैसी वस्तुओं वाले प्रयोग का वर्णन था। यह विवरण अपने आप गुरुत्वाकर्षण में परिवर्तन की पुष्टि नहीं करता।

स्रोत: ResearchGate

स्रोत: ResearchGate

उन्होंने लगभग 150 मिलीग्राम के भार-समतुल्य मापन परिवर्तन और अलग पल्स अवधियों में अंतर का दावा किया। मिलीग्राम द्रव्यमान की इकाई है; बल बताने के लिए उपयुक्त इकाई और कैलिब्रेशन चाहिए।

स्रोत: ResearchGate

अन्य शोध

उन्होंने अन्य असामान्य मापन दावोंElio B. Porcelli and Victo dos Santos Filho का भी उल्लेख किया, जिन्हें लेज़र और विद्युतचुंबकीय प्रभावों से जोड़ा गया था। ऐसे दावों की स्वतंत्र पुष्टि आवश्यक है।

एक अन्य प्रस्ताव स्थिरवैद्युत प्रणोदन से जुड़ा है, जिसे चार्ल्स ब्यूहलर ने वर्णित किया। उनका NASA से संबंध इस स्वतंत्र दावे को NASA की पुष्टि नहीं बनाता।

इन उपकरणों के बारे में प्रकाशित त्वरण दावे, चाहे उन्हें g के अंशों में बताया जाए, स्वतंत्र रूप से सत्यापित प्रणोदन प्रदर्शन नहीं माने जा सकते। एक g त्वरण की इकाई है, ऊर्जा की मात्रा नहीं।

इन विचारों की तुलना कभी-कभी प्रस्तावित ”वॉर्प ड्राइव” और प्रकाश से तेज़ यात्रा जैसी अवधारणाओं से की जाती है। ये अलग सैद्धांतिक विषय हैं और एक-दूसरे की पुष्टि नहीं करते।

ब्रैंडेनबर्ग का मापन अभी अपुष्ट दावा है। स्वतंत्र परीक्षण में वायु प्रवाह, उछाल, तारों के बल, चुंबकीय संपर्क, तापीय प्रभाव और उपकरण ड्रिफ्ट जैसे कारण नियंत्रित करने होंगे।

उद्देश्य पहले यह जाँचना होना चाहिए कि संकेत दोहराता है या नहीं और उसका साधारण भौतिक कारण है या नहीं।

संदेह और वैज्ञानिक परीक्षण

असाधारण दावे पर संदेह उचित है जब तक मजबूत प्रमाण उपलब्ध न हों।

वैज्ञानिक समझ नए प्रमाणों से बदल सकती है। इतिहास में परिवर्तन हुए हैं, लेकिन इससे आज का कोई विशिष्ट अपुष्ट दावा सही नहीं हो जाता।

पुरानी वैज्ञानिक टिप्पणियों को भी उनके संदर्भ और स्रोत सहित पढ़ना चाहिए।

• Albert Michelson से संबद्ध 1894 की टिप्पणी में कहा गया था कि ”महान मूल सिद्धांत खोजे जा चुके हैं और आगे का काम अधिक दशमलव स्थानों तक सटीकता पाने का होगा”।
  • बाद में सापेक्षता और क्वांटम सिद्धांत ने भौतिकी का विस्तार किया। यह उदाहरण प्रयोगात्मक सत्यापन की आवश्यकता समाप्त नहीं करता।
• लॉर्ड केल्विन की विमानन के भविष्य पर टिप्पणी के अनुसार ”गुब्बारा, वायुयान या ग्लाइडर व्यावहारिक सफलता नहीं होंगे”।
  • ऐतिहासिक भविष्यवाणियाँ गलत हो सकती हैं; उनका गलत होना एंटी-ग्रैविटी का प्रमाण नहीं है।
• इसी तरह, आइंस्टीन ने क्वांटम सिद्धांत की संभाव्य व्याख्या पर आपत्ति जताई थी, लेकिन उन्होंने क्वांटम भौतिकी के विकास में महत्वपूर्ण योगदान भी दिया।

GEM या एंटी-ग्रैविटी के बारे में निर्णय भविष्य के दोहराए जा सकने वाले प्रमाणों पर निर्भर होगा, ऐतिहासिक उपमाओं पर नहीं।

अन्य प्रणोदन अवधारणाएँ

स्थापित भौतिकी पर आधारित कई उन्नत प्रणोदन अवधारणाएँ भी हैं। उनकी तकनीकी कठिनाइयों को अपुष्ट एंटी-ग्रैविटी दावों से अलग रखना चाहिए।

ऑरियन प्रोजेक्ट

1950 के दशक के अंत का प्रोजेक्ट ओरायन नाभिकीय पल्स प्रणोदन की अवधारणा था।

इसमें अंतरिक्ष यान के पीछे नाभिकीय विस्फोटों से मिलने वाले संवेग का उपयोग करने का विचार था। इसके लिए सुरक्षा, संरचना और कानूनी समस्याएँ बहुत बड़ी थीं।

स्रोत: NASA

संकल्पना में उच्च विशिष्ट आवेग की संभावना थी, लेकिन इसे तैयार, उड़ान-परीक्षित या सार्वभौमिक रूप से सबसे कुशल इंजन नहीं माना जा सकता।

कार्यक्रम आगे नहीं बढ़ा। 1963 की आंशिक परमाणु परीक्षण प्रतिबंध संधि ने भी अंतरिक्ष में परमाणु विस्फोटों पर रोक लगाई।

नाभिकीय तापीय प्रणोदन

एक अन्य तरीका है नाभिकीय तापीय प्रणोदन।

इसमें रिएक्टर प्रणोदक, सामान्यतः हाइड्रोजन, को गर्म करता है और वह नोज़ल से बाहर निकलता है। उसका अनिवार्य रूप से प्लाज़्मा बनना आवश्यक नहीं है।

उच्च निकास वेग प्रति इकाई प्रणोदक अधिक वेग परिवर्तन दे सकता है। समान शक्ति या समान द्रव्यमान प्रवाह पर बल की तुलना अलग होती है; अधिक निकास वेग हमेशा अधिक कुल बल नहीं देता।

चंद्रमा और मंगल मिशनों की तैयारी में NASA ने नाभिकीय प्रणोदन पर शोध को फिर आगे बढ़ाया है। अवधारणा अध्ययनों में BWX Technologies (BWXT ), General Atomics और Ultra Safe Nuclear Technologies जैसी कंपनियाँ शामिल रही हैं।

इसके अलावा, आयन और हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर विद्युत ऊर्जा से प्रणोदक को तेज़ करते हैं। ऐसे विद्युत इंजन अंतरिक्ष मिशनों में पहले से उपयोग किए जाते हैं।

लेज़र और सौर पाल

सौर पाल प्रकाश के संवेग से बल प्राप्त करते हैं। इनमें ऑनबोर्ड प्रणोदक नहीं चाहिए, लेकिन संवेग का बाहरी विनिमय होता है।

सौर पाल का अंतरिक्ष में परीक्षण हो चुका है। उनकी उपयोगिता पाल के आकार, यान के द्रव्यमान और सूर्य से दूरी पर निर्भर करती है।

शक्तिशाली लेज़र से पाल पर प्रकाश भेजना एक और प्रस्ताव है। उपयोगी त्वरण के लिए ऊर्जा, बीम नियंत्रण, दूरी, दिशा और पाल की तापीय सहनशीलता जैसी कठिनाइयाँ हल करनी होंगी।

ऐसे लेज़र नेटवर्क को ऊर्जा देने के कई विकल्प हो सकते हैं। अंतरिक्ष में सौर पैनल एक संभावित स्रोत हैं, स्थापित अनिवार्य डिजाइन नहीं।

अंतरिक्ष-आधारित ऊर्जा की संभावनाओं पर अधिक जानकारी के लिए देखें ”अंतरिक्ष-आधारित ऊर्जा के संभावित समाधान”। ऊर्जा की उपलब्धता असीमित होने की गारंटी नहीं है।

पल्स फ्यूजन

नाभिकीय संलयन प्रणोदन विखंडन रिएक्टर से अलग अवधारणा है। इसके कई प्रस्ताव अभी अनुसंधान स्तर पर हैं।

व्यावहारिक संलयन विद्युत संयंत्र अभी चुनौती है, भले ही कुछ प्रयोगों में ईंधन पर पहुँचाई गई ऊर्जा से अधिक संलयन ऊर्जा प्राप्त हुई हो। देखें ”नाभिकीय संलयन: स्वच्छ ऊर्जा की संभावनाएँ और चुनौतियाँ”।

विद्युत उत्पादन के लिए पूरे संयंत्र की ऊर्जा खपत और दीर्घकालिक संचालन महत्वपूर्ण हैं, केवल किसी एक पल्स का ऊर्जा अनुपात नहीं।

प्रणोदन प्रणाली के लिए संलयन ऊर्जा लाभ के साथ कुल द्रव्यमान, शक्ति स्रोत और निकास प्रदर्शन का मूल्यांकन जरूरी है।

बाहरी सौर या विखंडन ऊर्जा से सहायता पाने वाली अवधारणा संभव है, लेकिन नकारात्मक ऊर्जा लाभ अपने आप बेहतर इंजन सिद्ध नहीं करता।

Helicity Space पल्स आधारित संलयन प्रणोदन पर काम कर रही है। यह तैयार वाणिज्यिक अंतरिक्ष इंजन नहीं है।

”Helicity का काम सौरमंडल तक व्यापक पहुँच में मदद कर सकता है और संभवतः निकटतम तारों के मिशनों में भी।”
पीट वर्डन, NASA Ames Research Center के पूर्व निदेशक — संभावनाओं पर टिप्पणी

स्रोत: Helicity

अंतरिक्ष में निवेश

पुनः प्रयोज्य रॉकेटों ने अंतरिक्ष उद्योग में नए अवसर पैदा किए हैं। इसका विश्लेषण ”पुनः प्रयोज्य रॉकेट और कम लागत से उभरते बाजार” में है।

अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था के आकार के अनुमान परिभाषा और वर्ष के अनुसार बदलते हैं। पर्यटन, उपग्रह सेवाओं और अन्य संभावित बाजारों के अनुमानों को सीधे जोड़कर निश्चित भविष्य की आय नहीं मानना चाहिए। उदाहरण के लिए, उपग्रह-आधारित इंटरनेट का पूर्वानुमान मॉडल और धारणाओं पर निर्भर करता है।

ब्रोकर के माध्यम से अंतरिक्ष क्षेत्र की सूचीबद्ध कंपनियों में निवेश किया जा सकता है। यहाँ अमेरिका, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, ब्रिटेन और अन्य देशों के ब्रोकरों की जानकारी है।

व्यापक निवेश के लिए ”पाँच एयरोस्पेस ETF” लेख में शामिल ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) या VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) जैसे फंड देखे जा सकते हैं। उनके पोर्टफोलियो और जोखिम अलग हैं; विविधीकरण नुकसान नहीं रोकता।

अधिक जानकारी के लिए पढ़ें ”भविष्य की अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था”, ”अंतरिक्ष अवसंरचना” और ”अंतरिक्ष-आधारित ऊर्जा समाधान”।

प्रणोदन अनुसंधान से जुड़ी कंपनी

एक प्रमुख सूचीबद्ध रक्षा और एयरोस्पेस कंपनी है Lockheed Martin Corporation (LMT )।

Lockheed ने 2010 के दशक में कॉम्पैक्ट फ्यूज़न परियोजना पर काम किया। पहले बताई गई समयसीमाएँ वाणिज्यिक रिएक्टर की उपलब्धता का प्रमाण नहीं बनीं; परियोजना बंद होने की रिपोर्टें भी आईं।

कंपनी के सीमित सार्वजनिक विवरण से तकनीकी परिणामों या कार्यक्रम बदलने के कारणों के बारे में निश्चित निष्कर्ष नहीं निकाला जा सकता।

अलग से, Lockheed Martin Ventures ने 2024 में Helicity Space में निवेश किया। Helicity की अवधारणा संलयन पल्स से प्रणोदन विकसित करने की है।

स्रोत: Helicity

यह अनुमान लगाना उचित नहीं कि Lockheed के आंतरिक परिणामों ने किसी विशेष विफलता का कारण सिद्ध कर दिया था, जब उसके लिए सार्वजनिक प्रमाण उपलब्ध नहीं हैं।

प्रणोदन और ग्रिड बिजली के लक्ष्य अलग हो सकते हैं, लेकिन छोटा पल्स अपने आप निकट भविष्य का उपयोगी उत्पाद नहीं बनाता।

Lockheed का अंतरिक्ष यानों, उपग्रहों और मिशन उपकरणों में लंबा अनुभव है। मिशनों की संख्या और ग्रहों तक पहुँच की गिनती उपयोग की गई परिभाषा पर निर्भर करती है।

इसके अंतरिक्ष और रक्षा कार्यों में शामिल हैं:

• ओरायन अंतरिक्ष यान — यह पुराने परमाणु पल्स प्रोजेक्ट ओरायन से अलग है और Artemis कार्यक्रम में अंतरिक्ष यात्रियों के लिए बनाया गया है।
• GOES-R श्रृंखला के मौसम उपग्रह।
• GPS उपग्रह समूह का आधुनिकीकरण।
• नेक्स्ट जेनरेशन इंटरसेप्टर (NGI) मिसाइल रक्षा कार्यक्रम।
• हाइपरसोनिक मिसाइलों का विकास।

कंपनी F-35 जैसे बड़े रक्षा कार्यक्रमों से भी जुड़ी है। Northrop Grumman (NOC ) और BAE Systems (BSP.DE ) इसके औद्योगिक भागीदार हैं। कार्यक्रम में उत्पादन और तकनीकी चुनौतियाँ रही हैं; सभी समस्याएँ समाप्त हो जाने का दावा उचित नहीं। मांग और उत्पादन क्षमता का संबंध समय के साथ बदलता है।

2023 की पहली तिमाही में कंपनी ने एयरोनॉटिक्स में लगभग 6.2 अरब डॉलर, मिसाइल व फायर कंट्रोल में 2.3 अरब डॉलर, रोटरी व मिशन सिस्टम्स में 3.5 अरब डॉलर और अंतरिक्ष में 2.9 अरब डॉलर की बिक्री बताई थी। कुल बिक्री लगभग 15.1 अरब डॉलर थी। मिसाइल व्यवसाय में HIMARS जैसे कार्यक्रम शामिल हैं।

कंपनी साइबर सुरक्षा और नौसैनिक प्रणालियों, जैसे AEGIS वायु रक्षा और लंबी दूरी की पोतरोधी मिसाइलों, में भी सक्रिय है।