चीनी उपग्रह ने रोबोटिक टेंटेकल भुजा से कक्षा में ईंधन भरने का अहम परीक्षण किया

कक्षीय सेवा के क्षेत्र में एक अहम पड़ाव

चीन के एक वाणिज्यिक उपग्रह ने निम्न पृथ्वी कक्षा में ईंधन भरने का ऐतिहासिक प्रदर्शन सफलतापूर्वक पूरा किया। इसमें ऑक्टोपस के स्पर्शकों से प्रेरित एक लचीली रोबोटिक भुजा का उपयोग कर अंतरिक्ष यानों के बीच ईंधन हस्तांतरण का अनुकरण किया गया। हुइकेदा-2 उपग्रह, जिसे युशिंग-3 06 के नाम से भी जाना जाता है, ने उत्तर-पश्चिमी चीन स्थित जिउछुआन उपग्रह प्रक्षेपण केंद्र से प्रक्षेपण के बाद यह परीक्षण किया। यह व्यावहारिक कक्षीय सेवा क्षमताओं की दिशा में एक बड़ा कदम है, जो उपग्रहों का जीवनकाल बढ़ाने और कक्षीय मलबे के जमाव को कम करने में मदद कर सकता है। सरकारी प्रसारक सीसीटीवी ने मंगलवार को बताया कि प्रदर्शन उपग्रह ने अपनी विशेष भुजा से अनुपालन नियंत्रण और ईंधन भरने के परीक्षण किए। इससे भविष्य की अंतरिक्ष रखरखाव सेवाओं के लिए अहम संचालन क्रम की पुष्टि हुई।

इस सफल प्रयोग से ऐसी तकनीकों की पुष्टि हुई है जो पूरे मिशन के दौरान अंतरिक्ष यानों के संचालन के तरीके को बुनियादी रूप से बदल सकती हैं। ईंधन कम होने पर उपग्रहों को छोड़ देने के बजाय, संचालक उनमें दोबारा ईंधन भर सकते हैं। इससे उनका परिचालन जीवनकाल दो से तीन गुना तक बढ़ सकता है और नए उपकरणों के निर्माण तथा प्रक्षेपण से जुड़ी लागत और संसाधनों की जरूरत में काफी कमी आ सकती है। इस्तेमाल करो और छोड़ दो वाले प्रक्षेपण मॉडल से टिकाऊ कक्षीय सेवाओं की ओर यह बदलाव वाणिज्यिक अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था में बड़ा विकास है। इससे उपग्रह संचालकों को प्रति अंतरिक्ष यान लाखों डॉलर की बचत हो सकती है और बढ़ते प्रक्षेपणों का पर्यावरण पर असर भी कम हो सकता है।

शैक्षणिक संस्थानों और निजी एयरोस्पेस कंपनियों के सहयोग से विकसित यह मिशन चीन के वाणिज्यिक अंतरिक्ष क्षेत्र की तेजी से बढ़ती परिपक्वता को दर्शाता है। यह उपग्रह बीजिंग स्थित वाणिज्यिक अंतरिक्ष उद्यम हांगतियान युशिंग के लिए तकनीकी प्रदर्शन मंच है और इसका निर्माण शेनझेन की मोफांग वेइशिंग केजी ने किया। निम्न पृथ्वी कक्षा के चुनौतीपूर्ण वातावरण में इन क्षमताओं का सफल परीक्षण, जहां वायुमंडलीय घर्षण और विकिरण लगातार चुनौतियां पैदा करते हैं, भविष्य की वाणिज्यिक सेवा पेशकशों के लिए तकनीकी विश्वसनीयता स्थापित करता है। इनके इस दशक के उत्तरार्ध में शुरू होने की उम्मीद है।

स्पर्शक जैसी भुजा के पीछे की तकनीक

इस मिशन के केंद्र में छिंगहुआ शेनझेन अंतरराष्ट्रीय स्नातक विद्यालय की विकसित की हुई एक खास लचीली रोबोटिक भुजा है। अंतरिक्ष स्टेशनों पर आम तौर पर इस्तेमाल होने वाली कठोर, जोड़दार भुजाओं में यांत्रिक कब्जों से जुड़े अलग-अलग खंड होते हैं। इसके उलट, यह तंत्र हाथी की सूंड या ऑक्टोपस के स्पर्शक की तरह सहजता से मुड़ता है। प्रकृति से मिली यह प्रेरणा भुजा को तंग और जटिल जगहों में असाधारण अनुकूलनशीलता के साथ काम करने देती है। यह बाधाओं के चारों ओर लिपट सकती है और अपना रास्ता इस तरह बदल सकती है, जो कठोर प्रणालियों के लिए संभव नहीं।

इस भुजा में कुंडलित स्प्रिंग जैसी आपस में जुड़ी नलियों की एक श्रृंखला है। इनके भीतर लगी मोटरें संरचना में से गुजरने वाली केबलों को खींचती हैं। ये मोटरें जोड़ो को थोड़ा-थोड़ा मोड़कर नोज़ल जैसी नोक को सटीक जगह तक पहुंचाती हैं। विकास दल के अनुसार, इस डिजाइन में स्वाभाविक लचीलापन है। इसका मतलब है कि किसी वस्तु से संपर्क होने पर भुजा थोड़ी झुक सकती है, बजाय इसके कि वह अपनी कठोर स्थिति बनाए रखे। निम्न पृथ्वी कक्षा के सूक्ष्म गुरुत्व वाले वातावरण में, जहां मामूली कंपन भी स्थिति निर्धारण में बड़ी त्रुटियां पैदा कर सकता है, नाजुक डॉकिंग प्रक्रियाओं के लिए यह अनुपालन नियंत्रण जरूरी साबित होता है।

भुजा के सिरे पर लगी नोज़ल की नोक दूसरे उपग्रहों के लक्ष्य पोर्ट से जुड़ती है, लेकिन इस काम के लिए असाधारण सटीकता चाहिए। दोनों उपग्रह करीब 27,000 किलोमीटर प्रति घंटे (16,800 मील प्रति घंटे) की रफ्तार से यात्रा करते हैं। विकासकर्ताओं के मुताबिक, इस दौरान सटीक संरेखण करना ऐसा है मानो तेज रफ्तार से राजमार्ग पर चलते हुए सुई में धागा डालना। भुजा को अनुपालन नियंत्रण पूरी सटीकता से बनाए रखना होता है और अंतरिक्ष यानों की आपसी गति तथा अपनी लचीली संरचना के प्रत्यास्थ गुणों का ध्यान रखते हुए अपनी स्थिति लगातार बदलनी होती है।

मिशन की रूपरेखा और दोहरे उद्देश्य

हुनान विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय और सूझोउ सानयुआन एयरोस्पेस टेक्नोलॉजी ने संयुक्त रूप से हुइकेदा-2 विकसित किया। इसे मार्च के मध्य में गोबी रेगिस्तान स्थित केंद्र से कुआइझोउ-11 रॉकेट पर प्रक्षेपित किया गया। यह उपग्रह बीजिंग स्थित वाणिज्यिक अंतरिक्ष कंपनी हांगतियान युशिंग के लिए तकनीकी प्रदर्शन मंच है और इसका निर्माण शेनझेन की मोफांग वेइशिंग केजी ने किया। यह चीनी वाणिज्यिक उपग्रहों की नई पीढ़ी का हिस्सा है, जिन्हें एक ही मिशन में कई उन्नत तकनीकों का परीक्षण करने के लिए बनाया गया है, ताकि प्रक्षेपण में किए गए निवेश से अधिकतम वैज्ञानिक लाभ मिल सके।

ईंधन भरने के प्रयोग के अलावा, अंतरिक्ष यान में एक अभिनव उपकरण भी है, जिसे कक्षीय मलबे के बढ़ते संकट से निपटने के लिए बनाया गया है। इसमें लगा तंत्र करीब 2.5 मीटर व्यास वाले बेहद हल्के गोले का रूप ले सकता है। तैनात होने के बाद इससे वायुमंडलीय घर्षण काफी बढ़ जाता है। यह तकनीक परिचालन जीवनकाल पूरा कर चुके उपग्रहों को कक्षा से बाहर निकालने की प्रक्रिया तेज कर सकती है और उन्हें कक्षीय मलबे के रूप में रहने की अवधि कई दशकों से घटाकर एक साल से भी कम कर सकती है। स्पेसएक्स के स्टारलिंक जैसे मेगाकॉन्स्टेलेशन निम्न पृथ्वी कक्षा में हजारों नए उपग्रह भेज रहे हैं। ऐसे में टिकाऊ अंतरिक्ष संचालन और टक्करों से बचाव के लिए मलबा कम करने वाली ये तकनीकें लगातार अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही हैं।

इस दोहरे उद्देश्य वाले डिजाइन में कक्षीय स्थिरता के लिए व्यावहारिक दृष्टिकोण अपनाया गया है। यह सक्रिय उपग्रहों का जीवनकाल बढ़ाने की क्षमता को सेवा से हटाए गए उपग्रहों को तेजी से नष्ट करने वाले तंत्र के साथ जोड़ता है। उपग्रह के जीवनचक्र के दोनों सिरों पर ध्यान देकर यह मिशन निम्न पृथ्वी कक्षा में वस्तुओं की बढ़ती संख्या को संभालने की व्यापक रणनीति पेश करता है।

सटीक डॉकिंग की चुनौती

कक्षा में ईंधन भरने की तकनीकी चुनौतियां केवल पास आने की प्रक्रिया तक सीमित नहीं हैं। उपग्रहों के बीच ईंधन का सफल हस्तांतरण करने के लिए हुइकेदा-2 को लक्ष्य पोर्ट के साथ सटीक डॉकिंग करनी होगी, जबकि दोनों यान 27,000 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक की गति से पृथ्वी की परिक्रमा कर रहे होंगे। इसके लिए स्थिति निर्धारण में मिलीमीटर स्तर की सटीकता चाहिए। लचीली भुजा को जोड़ के संरेखण में बाधा डाल सकने वाली किसी भी बची हुई गति या कंपन की भरपाई करनी होगी।

सीसीटीवी ने अनुपालन नियंत्रण और ईंधन भरने के परीक्षण सफलतापूर्वक पूरे होने की खबर दी, लेकिन मिशन के विवरण से यह स्पष्ट नहीं है कि हुइकेदा-2 ने किसी वास्तविक लक्ष्य उपग्रह के साथ डॉकिंग की या परीक्षण उपकरण के साथ अनुकरण किया। फिर भी, इस प्रदर्शन ने पास पहुंचने और पहचान करने से लेकर डॉकिंग तथा ईंधन हस्तांतरण के अनुकरण तक संचालन के पूरे क्रम की पुष्टि की है। इससे भविष्य के वाणिज्यिक सेवा मिशनों के लिए तकनीकी आधार तैयार हुआ है।

प्रदर्शन में अनुपालन नियंत्रण प्रणालियों का भी परीक्षण किया गया। ये प्रणालियां जोड़ने की कोशिश के दौरान रोबोटिक भुजा को उचित संपर्क बल बनाए रखने देती हैं। बहुत अधिक दबाव से संवेदनशील डॉकिंग पोर्ट क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, जबकि बहुत कम दबाव होने पर जोड़ नहीं बन पाएगा। सूक्ष्म गुरुत्व वाले वातावरण में यह संतुलन कायम करने के लिए सेंसरों का उन्नत एकीकरण और वास्तविक समय में समायोजन करने वाले एल्गोरिदम जरूरी थे, क्योंकि वहां बल का पारंपरिक प्रतिपुष्टि व्यवहार पृथ्वी से अलग होता है।

वाणिज्यिक प्रभाव और बाजार का अनुमान

इस सफल परीक्षण से चीन उभरते कक्षीय सेवा बाजार में अग्रणी स्थिति में आ गया है। उद्योग विश्लेषकों का अनुमान है कि 2035 तक यह बाजार दसियों अरब डॉलर का हो सकता है। सानयुआन एयरोस्पेस में अनुसंधान और विकास प्रमुख चेंग लेई ने कहा कि कक्षा में ईंधन भरने की तकनीक, कक्षीय संपत्तियों को बदलने के बजाय उनका लगातार रखरखाव और उन्नयन संभव करके, अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था को बदल सकती है।

अंतरिक्ष स्टेशनों पर आम तौर पर इस्तेमाल होने वाली कठोर रोबोटिक भुजाओं के उलट, इसे हाथी की सूंड या ऑक्टोपस के स्पर्शक जैसा बनाया गया है। यह अपनी पूरी लंबाई में सहजता से मुड़ सकती है, जिससे इसमें अधिक लचीलापन आता है और लक्ष्य के पास पहुंचते समय यह बेहतर ढंग से अनुकूलित हो पाती है।

मिशन की सफलता पर आधारित उद्योग अनुमानों के मुताबिक, चीनी वाणिज्यिक अंतरिक्ष कंपनियां 2027 और 2028 के बीच कक्षीय सेवा की पेशकश शुरू कर सकती हैं। शुरुआती ग्राहकों में चीन की सरकारी उपग्रह संचालक कंपनियां शामिल होने की संभावना है। इसके बाद सेवाओं का विस्तार वैश्विक वाणिज्यिक प्रदाताओं तक हो सकता है। इस समयसीमा से चीनी निजी उद्यम जापान की एस्ट्रोस्केल जैसी अंतरराष्ट्रीय कंपनियों के सीधे प्रतिस्पर्धी बनेंगे, जो वैश्विक बाजार के लिए मलबा हटाने और कक्षीय सेवा की क्षमताएं विकसित कर रही है।

इससे आर्थिक मॉडल में बड़ा बदलाव आएगा। मौजूदा उपग्रह संचालन एक ऐसी ढांचागत व्यवस्था पर निर्भर है जिसमें ईंधन खत्म होना ही परिचालन जीवनकाल तय करता है। कक्षा में सेवा से मिशन की अवधि बढ़ सकती है और मरम्मत, उन्नयन तथा कक्षीय स्थिति बदलने की सेवाएं भी संभव हो सकती हैं। इससे ऐसी नई व्यवस्था बन सकती है जिसमें उपग्रहों को त्यागने योग्य उपकरण के बजाय रखरखाव योग्य ढांचे के रूप में देखा जाए। यह वैसा ही है जैसे पृथ्वी पर मोबाइल संचार टावरों के पुर्जों को जरूरत पड़ने पर बदला जाता है, न कि पूरे टावर को।

अंतरिक्ष संचालन के सेवा-आधारित मॉडल की ओर बदलाव से उपग्रहों के डिजाइन मानक भी प्रभावित हो सकते हैं। भविष्य के अंतरिक्ष यानों में रोबोटिक रखरखाव के लिए विशेष रूप से बनाए गए मानकीकृत ईंधन भरने के पोर्ट और मॉड्यूलर पुर्जे हो सकते हैं। यह कुछ वैसा ही होगा जैसे मानकीकृत चार्जिंग पोर्ट ने इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग को सार्वभौमिक चार्जिंग नेटवर्क विकसित करने में मदद की।

चीन का बदलता अंतरिक्ष उद्योग

हुइकेदा-2 मिशन चीन के वाणिज्यिक अंतरिक्ष क्षेत्र की बढ़ती क्षमताओं को दिखाता है। यह क्षेत्र पारंपरिक सरकारी एयरोस्पेस संस्थानों से तेजी से स्वतंत्र होकर काम कर रहा है। हांगतियान युशिंग, छिंगहुआ और हुनान विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय जैसे शैक्षणिक संस्थानों तथा मोफांग वेइशिंग जैसे निर्माताओं का सहयोग एक परिपक्व तंत्र को दर्शाता है, जो सरकारी एजेंसियों की सीधी निगरानी के बिना उन्नत अंतरिक्ष यान विकसित कर सकता है।

यह वैश्विक अंतरिक्ष उद्योग में उल्लेखनीय बदलाव है। धरती पर औद्योगिक और चिकित्सा क्षेत्रों में पहले ही साबित हो चुकी लचीली रोबोटिक्स तकनीक अब चीन की इस वाणिज्यिक पहल के जरिए अंतरिक्ष में भी कारगर दिख रही है। छिंगहुआ में सरकार समर्थित शोध और सानयुआन एयरोस्पेस के जरिए निजी क्षेत्र में इसके इस्तेमाल का मेल एक ऐसे साझा मॉडल को दिखाता है, जिसमें व्यावसायिक सफलता की कोशिश के साथ विकास के लिए लगातार संसाधन भी उपलब्ध रहते हैं।

अंतरराष्ट्रीय पर्यवेक्षकों का कहना है कि निजी क्षेत्र की ऐसी तकनीकी उपलब्धियां, सरकारी और वाणिज्यिक दोनों क्षेत्रों में व्यापक अंतरिक्ष क्षमताएं स्थापित करने की चीन की रणनीति को दर्शाती हैं। हर साल हजारों नए उपग्रह प्रक्षेपित होने से कक्षीय यातायात बढ़ रहा है। ऐसे में अंतरिक्ष यानों की सेवा, उनमें ईंधन भरने और अंततः उन्हें कक्षा से बाहर निकालने की क्षमता टिकाऊ अंतरिक्ष विकास के लिए जरूरी ढांचा बन जाती है। हुइकेदा-2 की सफलता से संकेत मिलता है कि भविष्य के सेवा बाजारों को आकार देने में चीनी कंपनियां बड़ी भूमिका निभाएंगी।

मुख्य बातें

• हुइकेदा-2 उपग्रह ने ऑक्टोपस के स्पर्शकों जैसी लचीली रोबोटिक भुजा से निम्न पृथ्वी कक्षा में ईंधन भरने के परीक्षण पूरे किए
• यह तकनीक 27,000 किमी/घंटा की रफ्तार से यात्रा कर रहे अंतरिक्ष यानों में ईंधन भरने की सुविधा देती है और उपग्रहों का जीवनकाल दो से तीन गुना बढ़ा सकती है
• इसे छिंगहुआ शेनझेन अंतरराष्ट्रीय स्नातक विद्यालय, हुनान विश्वविद्यालय और सानयुआन एयरोस्पेस टेक्नोलॉजी ने मिलकर विकसित किया
• उपग्रह में कक्षा से बाहर निकालने की प्रक्रिया तेज करने और अंतरिक्ष मलबा घटाने के लिए हवा से फूलने वाला घर्षण उपकरण भी है
• वाणिज्यिक कक्षीय सेवा 2027 और 2028 के बीच शुरू होने का अनुमान है और इस क्षेत्र में अंतरराष्ट्रीय कंपनियों से प्रतिस्पर्धा होगी
• यह राज्य संचालित एयरोस्पेस कार्यक्रमों से स्वतंत्र चीन के वाणिज्यिक अंतरिक्ष क्षेत्र की प्रगति को दर्शाता है