चंद्रयान-2 ने चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास उपसतह बर्फ का पता लगाया
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
चंद्रयान-2 ऑर्बिटर के निरंतर वैज्ञानिक महत्व को प्रदर्शित करता है और वैश्विक चंद्र अन्वेषण में भारत के महत्वपूर्ण योगदान को रेखांकित करता है। चंद्र जल-बर्फ (lunar water ice) से संबंधित खोजें भविष्य के मानवयुक्त मिशनों, चंद्र आधारों और डीप-स्पेस ट्रैवल (deep-space travel) की योजना बनाने के लिए आधारभूत हैं।
सारांश
चंद्रयान-2 मिशन के Dual Frequency Synthetic Aperture Radar (DFSAR) के डेटा का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं ने चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुवीय क्षेत्र में उपसतह बर्फ (subsurface ice) की संभावित उपस्थिति का पता लगाया है। निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि सतह के नीचे पहले कुछ मीटर के भीतर जल-बर्फ मौजूद हो सकती है, विशेष रूप से स्थायी रूप से छायांकित क्षेत्रों (PSRs) में। माना जाता है कि इस बर्फ की उत्पत्ति प्राचीन चंद्र ज्वालामुखी गतिविधियों (lunar volcanism) के दौरान गैस उत्सर्जन (outgassing) से हुई है। यह खोज भविष्य के चंद्र अन्वेषण के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि In-Situ Resource Utilization (ISRU) के लिए उपसतह बर्फ का उपयोग दीर्घकालिक चंद्र आवासों और आगे के गहरे अंतरिक्ष मिशनों में सहायक हो सकता है।
मुख्य बिंदु
- चंद्रयान-2 के ड्यूल फ्रीक्वेंसी सिंथेटिक अपर्चर रडार (DFSAR) के डेटा से चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास उप-सतह बर्फ (subsurface ice) की संभावित उपस्थिति का संकेत मिलता है।
- माना जाता है कि उप-सतही बर्फ 'परमानेंटली शैडोएड रीजन्स' (PSRs) में स्थित दोहरी छाया वाले क्रेटरों के भीतर मिट्टी के ऊपरी कुछ मीटरों में केंद्रित है।
- यह बर्फ संभवतः ऐतिहासिक चंद्र ज्वालामुखीय गतिविधि के दौरान हुई आउटगैसिंग (outgassing) से उत्पन्न हुई है।
- यह खोज इन-सिटू रिसोर्स यूटिलाइजेशन (ISRU) की संभावनाओं को बढ़ाती है, जो चंद्रमा पर भविष्य के मानव आवासों और डीप-स्पेस मिशनों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
- DFSAR की पूर्ण-पोलारिमेट्रिक क्षमताओं ने इसे पिछले उपकरणों की तुलना में चंद्रमा की सतह में अधिक गहराई तक प्रवेश करने और वॉटर-आइस (water-ice) तथा सतह के खुरदरेपन के बीच प्रभावी ढंग से अंतर करने में सक्षम बनाया है।
महत्वपूर्ण शब्द
चंद्रयान-2
भारत का दूसरा चंद्र मिशन (2019) जिसमें एक ऑर्बिटर, लैंडर और रोवर शामिल थे। हालांकि लैंडिंग विफल रही थी, लेकिन ऑर्बिटर अभी भी चंद्र खनिज विज्ञान और स्थलाकृति पर उच्च-रिजोल्यूशन डेटा प्रदान करना जारी रखे हुए है।
UPSC context
GS III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। भारत के चंद्र अन्वेषण रोडमैप और ग्रह विज्ञान की उपलब्धियों को समझने के लिए आवश्यक।
डुअल फ्रीक्वेंसी सिंथेटिक अपर्चर रडार (DFSAR)
चंद्रयान-2 पर लगा एक माइक्रोवेव इमेजिंग सेंसर जो चंद्रमा की सतह का मानचित्रण करने के लिए L और S बैंड का उपयोग करता है। यह चंद्रमा की उप-सतह (subsurface) की जांच करने वाला पहला फुल्ली-पोलारिमेट्रिक (fully-polarimetric) SAR है।
UPSC context
GS III: विज्ञान और प्रौद्योगिकी। विशिष्ट तकनीकी पेलोड और रिमोट सेंसिंग में उनकी भूमिका के प्रति जागरूकता का परीक्षण करता है।
इन-सिटू रिसोर्स यूटिलाइजेशन (ISRU)
मिशनों की सहायता के लिए अन्य खगोलीय पिंडों पर स्थानीय सामग्री (जैसे पानी या रेगोलिथ) का संग्रह और प्रसंस्करण। यह पृथ्वी से भारी आपूर्ति ले जाने की आवश्यकता को कम करता है।
UPSC context
GS III: अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी। सतत अंतरिक्ष अन्वेषण और पृथ्वी से परे भविष्य की मानव बस्तियों से संबंधित विषयों के लिए महत्वपूर्ण।
स्थायी रूप से छायांकित क्षेत्र (PSRs)
चंद्रमा के ध्रुवीय क्रेटर जहाँ चंद्रमा के अक्षीय झुकाव के कारण कभी सूर्य का प्रकाश नहीं पहुँचता। ये अत्यधिक ठंडे क्षेत्र जल बर्फ और अन्य वाष्पशील पदार्थों के लिए "कोल्ड ट्रैप्स" (cold traps) के रूप में कार्य करते हैं।
UPSC context
GS I: भूगोल और GS III: अंतरिक्ष। चंद्र भूगोल और ध्रुवीय क्षेत्रों के रणनीतिक महत्व की समझ का परीक्षण करता है।
अंतरिक्ष अनुप्रयोग केंद्र (SAC)
अहमदाबाद में स्थित ISRO का एक प्रमुख केंद्र जो संचार, नेविगेशन और ग्रहीय अवलोकन मिशनों के लिए अंतरिक्ष-जनित पेलोड (space-borne payloads) के डिजाइन और विकास के लिए जिम्मेदार है।
UPSC context
GS III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। भारतीय अंतरिक्ष कार्यक्रम के संस्थागत ढांचे और R&D परिदृश्य पर केंद्रित है।
ISRO (भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन)
1969 में स्थापित भारत की प्रमुख अंतरिक्ष एजेंसी। यह उपग्रह प्रक्षेपण, पृथ्वी अवलोकन और अंतरग्रहीय अन्वेषण मिशनों सहित राष्ट्रीय अंतरिक्ष कार्यक्रम का प्रबंधन करती है।
UPSC context
GS III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। UPSC पाठ्यक्रम में अंतरिक्ष से संबंधित सभी समसामयिक मामलों के लिए आधारभूत संगठन।
प्रारंभिक ट्रैप
चंद्रयान-3 के प्रज्ञान रोवर द्वारा चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव पर उप-सतही बर्फ (subsurface ice) का पता लगाया गया।
अभ्यर्थी अक्सर चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव से संबंधित हालिया सभी खोजों का श्रेय चंद्रयान-3 को देते हैं। हालांकि, उप-सतह बर्फ (subsurface ice) का यह डेटा वास्तव में चंद्रयान-2 ऑर्बिटर से प्राप्त हुआ है, जो अभी भी अत्यधिक सक्रिय है।
संबंधित अवधारणाएँ
चंद्रमा के स्थायी रूप से छायांकित क्षेत्र (PSRs) प्राचीन बर्फ को क्यों बरकरार रखते हैं?
- नगण्य अक्षीय झुकाव: चंद्रमा का अक्ष केवल ~1.5° झुका हुआ है (पृथ्वी के 23.5° के विपरीत), जिसका अर्थ है कि सूर्य का प्रकाश गहरे ध्रुवीय क्रेटरों के तल तक कभी नहीं पहुँचता है।
- कोल्ड ट्रैप्स: ये स्थायी रूप से अंधेरे वाले क्षेत्र अत्यधिक क्रायोजेनिक तापमान (लगभग -248°C) बनाए रखते हैं, जो 'कोल्ड ट्रैप' (cold traps) के रूप में कार्य करते हैं और प्राचीन फंसे हुए वाष्पशील पदार्थों (volatiles) को अंतरिक्ष में उर्ध्वपातित (sublimating) होने से रोकते हैं।
सिंथेटिक अपर्चर रडार (SAR) को उप-सतह अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए क्या प्रभावी बनाता है?
- सक्रिय सेंसिंग: SAR उपकरण परावर्तित सूर्य के प्रकाश पर निर्भर रहने के बजाय अपने स्वयं के माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न करते हैं, जिससे वे स्थायी रूप से अंधेरे क्षेत्रों में भी स्थलाकृति और सतहों का मानचित्रण करने में सक्षम होते हैं।
- गहरी पैठ: कम आवृत्ति वाली सूक्ष्मतरंगें (जैसे DFSAR का L-band) चंद्र रेजोलिथ (lunar regolith) की ऊपरी परतों को भेद सकती हैं ताकि उप-सतही विशेषताओं का पता लगाया जा सके और जल-बर्फ (water-ice) को चट्टानी खुरदरेपन से अलग पहचाना जा सके।
अंतर-विषय पैटर्न
आर्टेमिस अकॉर्ड्स और वैश्विक अंतरिक्ष कानून
इन-सिटू रिसोर्स यूटिलाइजेशन (ISRU) बाहरी अंतरिक्ष संधि (Outer Space Treaty) के तहत बहसों को जन्म देता है। भारत द्वारा आर्टेमिस एकॉर्ड्स (Artemis Accords) पर हस्ताक्षर करना इसे चंद्रमा पर जल के निष्कर्षण और उपयोग के लिए अमेरिका के नेतृत्व वाले ढांचे (frameworks) के साथ संरेखित करता है।
ISRO-JAXA LUPEX सहयोग
चंद्रयान-2 का उप-सतही बर्फ मानचित्रण (subsurface ice mapping) सीधे तौर पर आगामी लूनर पोलर एक्सप्लोरेशन (LUPEX) के लिए लैंडिंग स्थल के चयन में सहायता करता है, जो ISRO और जापान की JAXA के बीच एक संयुक्त रोवर मिशन है।
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