बर्फ के नीचे आर्कटिक अवलोकन स्टेशन: डेटा, पावर, और TDY

आर्कटिक का महत्व

आर्कटिक क्षेत्र को लंबे समय से अधिकांशतः उपेक्षित माना जाता रहा है, क्योंकि यह लगभग बंजर, अत्यधिक ठंडा और पहुँचने में कठिन है। फिर भी यह कई कारणों से दुनिया का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

पहला कारण यह है कि प्रौद्योगिकी की प्रगति और मानवता की संसाधनों की भूख ने आज आर्कटिक को पहले से अधिक आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण बना दिया है। वैश्विक गर्मी भी इन संसाधनों को अधिक सुलभ बना रही है और नई व्यापार मार्ग खोल रही है।

यह एक ऐसा क्षेत्र भी है जो कई देशों द्वारा घिरा हुआ है, प्रत्येक की अपनी रणनीतिक रुचि है, और रूस तथा नाटो देशों (कनाडा, नॉर्वे, यूएसए, और डेनमार्क, ग्रीनलैंड के माध्यम से) के बीच तनाव बढ़ रहा है, जिनकी आर्कटिक में सीधी उपस्थिति है।

स्रोत: Geological Survey Of Norway

जलवायु परिवर्तन के बावजूद, आर्कटिक को समझना और उसकी निगरानी करना एक विशाल तकनीकी और वैज्ञानिक चुनौती है।

इसी कारण, बर्फ की परत का विश्लेषण करने, जलजली संसाधनों का सर्वेक्षण करने और क्षेत्र की निगरानी करने के लिए नई पीढ़ी के जलमग्न प्रोब और ड्रोन विकसित किए जा रहे हैं।

आर्कटिक का गर्म होना: व्यापार मार्ग, जलवायु, और नए संसाधन

नए व्यापार मार्ग

आर्कटिक क्षेत्र वैश्विक औसत से 4 गुना तेज़ी से गर्म हो रहा है।

इससे आर्कटिक के गर्मियों में पहले की तुलना में बहुत अधिक बर्फ‑रहित जल देखी गई है, और शेष बर्फ भी बहुत पतली हो गई है, जिससे बर्फ़ तोड़ने वाले जहाज़ अधिक महीनों तक नेविगेशन योग्य हो गए हैं।

स्रोत: BBC

परिणामस्वरूप, तथाकथित Polar Silk Road, जो रूस के माध्यम से यूरोप को चीन से जोड़ता है, एक रणनीतिक व्यापार मार्ग बन रहा है। यह रूसी बर्फ‑तोड़ने वाले जहाज़ों द्वारा रास्ते में बर्फ साफ़ करने के कारण एक सामान्य गैर‑ध्रुवीय कंटेनर जहाज़ से चीन और यूके को लगभग 20 दिनों में जोड़ सकता है।

यहमार्ग चीन को लिथियम इलेक्ट्रॉनिक्स, फोटोवोल्टाइक उत्पादों, और नई ऊर्जा वाहनों के निर्यात को बढ़ाने में मदद कर सकता है।

Sea Legend, जो अपनी वेबसाइट पर 18 जहाज़ों के बेड़े की सूची देता है, ने कहा कि नई सेवाओं को योजना बनाने में तीन साल लगे। इसे चुनौतियों को पार करना पड़ा, जिसमें जहाज़ के उपकरणों का उन्नयन, कर्मियों का प्रशिक्षण और प्रमाणन, साथ ही सटीक मौसम और नेविगेशन पूर्वानुमान विकसित करना शामिल था।

जलवायु के लिए महत्व

आर्कटिक में ठंडी हवा का द्रव्यमान वैश्विक मौसम पैटर्न में एक महत्वपूर्ण कारक है।

क्षेत्रीय जलवायु में परिवर्तन समुद्र स्तर को भी प्रभावित कर सकता है। समुद्र में बर्फ़ पिघलना सीधे समुद्र स्तर को नहीं बदलता, क्योंकि यह पहले से तैरती हुई बर्फ़ है। लेकिन ग्रीनलैंड की विशाल सतह पर स्थित आर्कटिक बर्फ़ीला टोपी यदि पिघलती है तो समुद्र स्तर में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है।

इसके अलावा, अधिक पिघली बर्फ़ का मतलब है कि उच्च परावर्तक बर्फ़ की जगह सतह अधिक अंधेरी हो जाती है, जो सूर्य की ऊर्जा अधिक अवशोषित करती है, जिससे स्थानीय और वैश्विक दोनों स्तरों पर आगे गर्मी बढ़ सकती है।

अंत में, अत्यधिक बर्फ़ पिघलना समुद्री धारा को बाधित कर सकता है, विशेष रूप से उत्तर अटलांटिक में, जो वैश्विक जलवायु का प्रमुख नियामक है।

नए आर्थिक क्षेत्र

व्यापार मार्गों के अलावा, आर्कटिक जल का गर्म होना आर्थिक गतिविधियों के लिए नई संभावनाएँ पैदा करता है। उदाहरण के तौर पर, आसान नेविगेशन और गर्म जल नई मछली पकड़ने की संभावनाएँ खोल सकते हैं।

उच्च जलवायु परिवर्तन परिदृश्य के तहत, भविष्य (2091–2100) में कनाडाई मछली पकड़ने की क्षमता का अनुमान 6.95 (±5.07) मिलियन टन पकड़ तक बढ़ने का था।

आर्कटिक क्षेत्र भी खनिज और ऊर्जा में समृद्ध है:

• रूस के प्लैटिनम भंडार का 97% आर्कटिक में स्थित है।
• EU में उपयोग होने वाले लोहे के अयस्क का 93% स्वीडन में उत्पादित होता है।
• कनाडा के नॉर्थवेस्ट टेरिटरीज़ की आय का 50% खनन से आती है।
• विश्व के अनखोजे परम्परागत तेल का 13% और अनखोजे परम्परागत प्राकृतिक गैस का 30% इस क्षेत्र में हो सकता है।

इसी बीच, ग्रीनलैंड के अधिकांश अप्रयुक्त संसाधन में दुर्लभ पृथ्वी खनिजों जैसे नेओडिमियम और डिस्प्रोसियम के महत्वपूर्ण भंडार हैं, जो भविष्य की वैश्विक मांग के कम से कम एक चौथाई को 38.5 मिलियन टन पर पूरा कर सकते हैं।

यह स्थिति एक महान शक्ति का ध्यान आकर्षित करती है, सबसे प्रसिद्ध रूप से डोनाल्ड ट्रम्प की ग्रीनलैंड को खरीदने की इच्छा के साथ।

ग्रीनलैंड में सोना, लोहे, एल्युमीनियम, यूरेनियम, जस्ता, सीसा, तेल, गैस आदि के भी भंडार हैं।

स्रोत: Geological Survey Of Norway

जलजली संसाधन भी एक नया विवादित क्षेत्र बन सकते हैं, क्योंकि आर्कटिक में विशेष रूप से धातु‑समृद्ध सल्फाइड और खनिज‑समृद्ध हाइड्रोथर्मल साइटों वाले जलजली खनिज जमा बहुत प्रचुर मात्रा में हैं।

आर्कटिक को नई बर्फ‑के‑नीचे डेटा की आवश्यकता क्यों है

एकत्र करना कठिन और महंगा

आर्कटिक अवलोकन स्टेशन सुरक्षित विकास और पर्यावरण संरक्षण के लिए डेटा रीढ़ प्रदान करते हैं। उपलब्ध संसाधनों और आसपास के पारिस्थितिकी तंत्र की बेहतर समझ ही इन संसाधनों का जिम्मेदारी से उपयोग करने का एकमात्र तरीका है।

लेकिन पारंपरिक डेटा संग्रह उपकरण आर्कटिक की मौसम स्थितियों में चुनौती का सामना करते हैं:

• सतही बुईज़ को बदलती बर्फ़ द्वारा नष्ट किया जाता है।
• उपग्रह मोटी बर्फ़ की परतों के माध्यम से नहीं देख सकते।
• मानवयुक्त मिशन महंगे और खतरनाक होते हैं।

यह नहीं कहा जा रहा कि इनका उपयोग नहीं किया जाता। उदाहरण के लिए, 2019-2020 बहु-विषयक ड्रिफ्टिंग ऑब्ज़र्वेटरी फॉर द स्टडी ऑफ आर्कटिक क्लाइमेट (MOSAiC) ने सर्दियों में, जब बर्फ़ तोड़ने वाले जहाज़ बर्फ़ में प्रवेश नहीं कर सकते थे क्योंकि वह बहुत मोटी थी, केन्द्रीय आर्कटिक में 600 से अधिक लोगों को डेटा एकत्र करने के लिए काम करते देखा।

MOSAiC अभियान के वैज्ञानिकों ने वायुमंडल, बर्फ, समुद्री बर्फ, महासागर और स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र का अध्ययन किया। लेकिन $140 मिलियन बजट के साथ, ऐसा अभियान एक विचित्रता के रूप में खड़ा है।

इसी तरह, ग्रीनलैंड में कैंप सेंटुरी की “बर्फ के नीचे शहर” शीत युद्ध की एक अवशेष है। यू.एस. आर्मी कॉर्प्स ऑफ इंजीनियर्स ने 1959 में बर्फ़ की सतह के निकट परत में सुरंगों का नेटवर्क काटकर इस सैन्य आधार का निर्माण किया।

स्रोत: NASA

इस सुविधा को 1967 में इन कठोर परिस्थितियों में स्थायी बस्ती स्थापित करने की जटिलता और लागत के कारण छोड़ दिया गया।

स्वायत्त विकल्प

स्वायत्त वाहनों और बैटरी प्रणालियों में प्रगति ने आर्कटिक के अध्ययन के तरीके को पूरी तरह बदल दिया है।

लंबी अवधि वाली बैटरी प्रणालियों वाले स्वायत्त जलमग्न वाहन (AUVs) के साथ, वैज्ञानिक बर्फ के नीचे अधिक दूरी पर अवलोकन बिंदु स्थापित कर सकते हैं।

वे नई प्रकार की सोनार और लिडार एरेज़ का भी उपयोग कर सकते हैं, जो अधिक शक्तिशाली और कम ऊर्जा‑गहन हैं।

अंत में, रीयल‑टाइम सैटेलाइट अपलिंक्स और एआई‑आधारित डिटेक्शन मॉडल इन ड्रोन को पहले से अधिक सक्षम और स्वतंत्र बनाते हैं, जिससे उन्हें मिशन पूरा करने के लिए अवलोकन जहाज़ या स्थलीय स्टेशन से जुड़ने की आवश्यकता नहीं रहती।

परिणामस्वरूप, निरंतर साल‑भर आर्कटिक निगरानी अंततः संभव हो गई है।

भू‑राजनीति

बेहतर निगरानी सैन्य के लिए भी एक रणनीतिक आवश्यकता है, ताकि वे क्षेत्र की निगरानी कर सकें और प्रत्येक राष्ट्र के क्षेत्रीय अधिकारों का सम्मान सुनिश्चित हो सके।

पिछले 10 से 20 वर्षों में बहुत सारे परिवर्तन हुए हैं, जहाँ जलवायु परिवर्तन ने आर्कटिक में गतिविधियों, भू‑राजनीतिक परिवर्तन और प्रौद्योगिकी परिवर्तन को तेज़ किया है।

गर्म होने की प्रवृत्ति हमारे प्रतिद्वंद्वियों को क्षेत्र में अधिक उपस्थिति और पहुँच प्रदान कर रही है।

Iris Ferguson  – डिप्टीरक्षा के उप सहायक सचिव, आर्कटिक रणनीति और वैश्विक लचीलापन के लिए।

खराब मानचित्रण और प्रत्यक्ष उपस्थिति की कमी एक राष्ट्र के क्षेत्रीय संसाधनों के दावे को दूसरे द्वारा चुनौती देने का कारण बन सकती है।

समग्र रूप से, बर्फ‑के‑नीचे अवलोकन स्टेशन भविष्य के क्षेत्रीय विवादों और संसाधन मूल्यांकन को तय करेंगे।

इसलिए बर्फ‑के‑नीचे ड्रोन और अवलोकन प्रोब 21वीं सदी के एक प्रमुख भू‑रणनीतिक मेगाप्रोजेक्ट बनते हैं।

बर्फ‑के‑नीचे आर्कटिक अवलोकन नेटवर्क कैसे काम करते हैं

Swipe to scroll →

स्वायत्त बर्फ‑के‑नीचे ड्रोन

जबकि ड्रोन तकनीक पर बहुत ध्यान उड़ने वाले ड्रोन पर दिया जाता है, जो उनके बढ़ते सैन्य भूमिका के कारण है, जैसा कि यूक्रेन युद्ध ने दर्शाया, जलमग्न ड्रोन भी तेज़ी से प्रगति कर रहे हैं।

The MOSAiC expedition already used an इस तकनीक का प्रारंभिक संस्करणसमुद्री बर्फ और महासागर के इंटरफ़ेस का विश्लेषण करने के लिए.

स्रोत: Nature

यह सोनार, इमेजिंग, रासायनिक सैंपलिंग और ऊपर की ओर देखे जाने वाले रडार की मदद से बर्फ़ के नमूने, शैवाल, ज़ूप्लैंकटन एकत्र करता है और बर्फ़ की मोटाई को मापता है, जिससे नीचे से पिघलती बर्फ़ का मानचित्र बनता है।

स्थायी समुद्रतली स्टेशन

बर्फ‑के‑नीचे ड्रोन चलाना आर्कटिक क्षेत्र के गतिशील विश्लेषण और नियमित सैंपलिंग के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प है।

हालांकि, अन्य डेटा बिंदुओं को अधिक निरंतर अवलोकन की आवश्यकता होती है, जिसे समुद्रतली माप स्टेशन के माध्यम से हासिल किया जा सकता है।

वे विभिन्न घटनाओं की निगरानी के लिए विविध उपकरणों को शामिल कर सकते हैं:

• भूवैज्ञानिक गतिविधि का पता लगाने के लिए माइक्रोसेज़्मोमीटर।
• जैविक और पर्यावरणीय परिवर्तन को मापने के लिए समुद्र रसायन सेंसर।
• क्षेत्र के जलवायु परिवर्तन में योगदान का आकलन करने के लिए मीथेन और CO₂ डिटेक्टर।
• जहाज़ों और पनडुब्बियों की गति का पता लगाने के लिए हाइड्रोफोन।

परंपरागत रूप से, ऐसे समुद्रतली स्टेशन पास के जहाज़ या ग्राउंड स्टेशन से केबल द्वारा शक्ति प्राप्त करते थे। उदाहरण के लिए, MOSAiC मिशन ने Polarstern जहाज़ से केबल द्वारा प्रदान की गई शक्ति (6 kW) का उपयोग स्थापितियों को गर्म करने और समुद्रतली स्टेशनों को शक्ति देने के लिए किया।

लेकिन गहरी आर्कटिक की दीर्घकालिक निगरानी को एक अलग समाधान की आवश्यकता है। इसके बजाय, समुद्री धारा या ज्वारीय शक्ति का उपयोग इन सेंसरों को शक्ति देने के लिए एक छोटा लेकिन स्थिर ऊर्जा स्रोत उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

यदि ऊर्जा उत्पादन पर्याप्त हो, तो ये जलजली स्टेशन जलमग्न शक्ति स्टेशन और स्वायत्त जलमग्न ड्रोन के लिए रिचार्जिंग पॉइंट के रूप में भी उपयोग किए जा सकते हैं।

ध्वनिक संचार नेटवर्क

चूंकि GPS पानी में प्रवेश नहीं करता, और बर्फ़ तैरते एंटीना के साथ सतह तक आसान पहुँच को रोकती है, बर्फ‑के‑नीचे ड्रोन ध्वनिक मोडेम और समुद्रतली “बीकन” के माध्यम से त्रिकोणीय स्थितियों का निर्धारण करते हैं।

यह बर्फ‑के‑नीचे समुद्रतली स्टेशन का एक अतिरिक्त कार्य हो सकता है, जो ड्रोन को स्वयं को अभिविन्यास करने के लिए एक स्थिर बिंदु प्रदान करता है।

उपग्रह एकीकरण

ध्वनिक संचार का उपयोग डेटा एकत्र करने और केंद्रीकृत करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन इसे फिर समुद्र और बर्फ के नीचे से बाहर निकलकर शोधकर्ताओं तक पहुंचना आवश्यक है।

समाधान यह है कि एक डेटा हब का उपयोग करके ध्वनिक संकेत को एक बिंदु में केंद्रित किया जाए, और फिर केबल द्वारा सतही डेटा अपलिंक सिस्टम से जोड़ा जाए।

स्रोत: ResearchGate

डेटा अपलिंक को ध्रुवीय कक्षा उपग्रह, इरिडियम नेटवर्क, या भविष्य के आर्कटिक‑केंद्रित उपग्रह समूहों से जोड़ा जा सकता है।

एआई जलवायु मॉडल

सभी रीयल‑टाइम और साल‑भर एकत्रित डेटा को फिर उपयोगी भविष्यवाणी मॉडल में एकीकृत करने की आवश्यकता होगी।

संभवतः, अगली पीढ़ी के आर्कटिक जलवायु मॉडल अपनी भविष्यवाणी क्षमताओं को सुधारने के लिए एआई तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग करेंगे। ये मॉडल मौसम विज्ञानी, शिपिंग कंपनियों, सैन्य/नौसैनिक ऑपरेटरों, मछली पकड़ने वाले नियामकों और पर्यावरण एजेंसियों द्वारा उपयोग किए जाएंगे।

निष्कर्ष: बर्फ‑के‑नीचे आर्कटिक अवलोकन स्टेशन क्यों महत्वपूर्ण हैं

बर्फ‑के‑नीचे अवलोकन प्रणाली की नई पीढ़ी, जलमग्न ड्रोन से लेकर जलजली स्टेशनों तक, आर्कटिक की हमारी समझ को क्रांतिकारी रूप से बदल देगी। यह पहली बार होगा जब हम सर्दियों के महीनों में क्षेत्र की निरंतर निगरानी कर सकेंगे, और गर्मियों के महीनों की अधिक विस्तृत तस्वीर प्राप्त कर सकेंगे।

यह केवल एक वैज्ञानिक परियोजना नहीं है, बल्कि आर्कटिक की आर्थिक गतिविधियों और भू‑राजनीतिक एवं सैन्य स्थितियों पर भी विशाल प्रभाव डालेगी।

इसलिए चाहे यह मीथेन उत्सर्जन, बर्फ़ की मोटाई, स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र और मछली पकड़ने, कीमती खनिज जमा का पता लगाने, या वाणिज्यिक और सैन्य जहाज़ गतिविधियों की निगरानी हो, बर्फ‑के‑नीचे अवलोकन संभवतः 2020 के अंत और 2030 के दशक में एक अत्यंत महत्वपूर्ण तकनीक बन जाएगी।

आर्कटिक निगरानी में निवेश

Teledyne Technologies

1960 में स्थापित, Teledyne Technologies (TDY )  एक प्रौद्योगिकी समूह है जो जलमग्न ड्रोन और सामान्य समुद्री उपकरणों में अग्रणी है।

इसमें हाइड्रोफोन, सोनार, मछली ट्रैकिंग, बर्फ़ और लहरों का मापन आदि शामिल हैं। इसे समुद्र में विभिन्न वैज्ञानिक कार्यक्रमों के लिए उपयोग किया जा सकता है।

स्रोत: Teledyne

Teledyne के जलमग्न वाहन Real-Time Aquatic Ecosystem Observation Network (RAEON) जैसी पहलों द्वारा उपयोग किए जाते हैं, जो एक कनाडाई अनुसंधान नेटवर्क है जो Teledyne Slocum ग्लाइडर और अन्य स्वायत्त प्लेटफ़ॉर्म को रीयल‑टाइम में जलजली पारिस्थितिक तंत्र की निगरानी के लिए तैनात करता है।

Teledyne के AUVs में स्व-निहित, कम‑लॉजिस्टिक Gavia Platform (500 m–1,000 m गहराई रेटिंग), Osprey Platform (2,000 m गहराई रेटिंग), और SeaRaptor Platform (3,000 m या 6,000 m गहराई रेटिंग) शामिल हैं, जिन्हें नागरिक और सैन्य दोनों अनुप्रयोगों (डिमाइनिंग सहित) के लिए उपयोग किया जा सकता है।

इसने कनाडाई और यूरोपीय ध्रुवीय अनुसंधान अभियानों को आपूर्ति और उपकरण भी प्रदान किए।

स्रोत: Teledyne

कंपनी ने सबसे उल्लेखनीय अन्य वैज्ञानिक परियोजनाओं में भाग लिया है जैसे NASA’s mission to Jupiter’s moon Europa, Habitable Worlds Observatory (HWO) को देर 2030 के दशक में लॉन्च किया जाएगा, या Mars rover Perseverance।

कंपनी डिजिटल इमेजिंग और सेंसर, एयरोस्पेस और रक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स, और उन्नत मशीनरी और सिस्टम में भी सक्रिय है। ये सेंसर और सिस्टम स्वास्थ्य देखभाल से लेकर रक्षा या ऊर्जा तक कई उद्योगों द्वारा उपयोग किए जा सकते हैं।

स्रोत: Teledyne

कंपनी ने नई अनुसंधान एवं विकास परियोजनाओं और अधिग्रहणों के मिश्रण के माध्यम से वृद्धि की है, 2001 से अब तक 74 अधिग्रहण किए हैं।

स्रोत: Teledyne

इस रणनीति ने तेज़ शीर्ष‑लाइन वृद्धि को प्रेरित किया है, राजस्व 2004 में लगभग $875 मिलियन से बढ़कर 2020 में $4.6 बिलियन से अधिक और 2024 में अनुमानित ~$5.6 बिलियन तक पहुंच गया, जैसा कि हालिया निवेशक प्रस्तुतियों में बताया गया है।

कंपनी का सबसे बड़ा बाजार यूएस है (सरकारी और वाणिज्यिक क्षेत्रों में समान रूप से विभाजित), उसके बाद यूरोप है।

स्रोत: Teledyne

आज का Teledyne वास्तविक दुनिया में स्वायत्त और स्वचालित प्रणालियों को लाने में अग्रणी है, जिसमें खुले समुद्र या आर्कटिक की अत्यधिक मांग वाली स्थितियों शामिल हैं। जैसे ही पश्चिम पुनः औद्योगीकरण और आपूर्ति श्रृंखला को पुनःस्थापित करता है, Teledyne जैसी कंपनियां इस प्रवृत्ति से लाभान्वित होंगी और यूएसए के लिए एक और अधिक महत्वपूर्ण औद्योगिक राष्ट्रीय चैंपियन बनेंगी।

यह Teledyne को जलमग्न और अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक ठोस “पिक्स एंड शॉवेल्स” स्टॉक बनाता है, जो इस मेगाप्रोजेक्ट के साथ पूरी तरह से संरेखित है।

नवीनतम Teledyne (TDY) स्टॉक समाचार और विकास