ڪراچي (ايڊيٽر اسپيشل رپورٽ) سائنسدان مستقبل جي خلائي جهازن لاءِ اميريشئم نالي تيل استعمال ڪرڻ تي تي غور ڪري رهيا آهن. هي تيل دريافت ته 1944 ۾ ٿيو هو پر مختلف سببن جي ڪري ان تي وڌيڪ تحقيق اڳتي نه وڌي سگهي هئي. هن مهل تائين خلائي گاڏين ۾ پلوٽينيم نالي تيل استعمال ڪيو پيو وڃي. سن 1977 ۾ ٻه خلائي جهاز ــ وائجر 1 ۽ وائجر 2 ــ اڻڄاتل خلائن ڏانهن روانا ٿيا هئا. لڳ ڀڳ پنجاهه سال پوءِ به اهي زنده آهن ۽ مختلف سيارن جي خلا جي ڪنڊ تي بيٺل آهن، ۽ اڃا تائين ڌرتي ڏانهن ڪمزور سگنل موڪلي رهيا آهن. انهن جي اهڙي ڊگهي عمر جو سبب سولر پينل يا بيٽريون نه آهن، جيڪي ته ڏهاڪا اڳ ئي ناڪام ٿي وڃن ها. اصل طاقت جو ذريعو هڪ ننڍڙو ايٽمي توانائي وارو نظام آهي. پلوٽونيم-238 کي ريڊيو آئسوٽوپ ٿرمو اليڪٽرڪ جنريٽرز (RTGs) ۾ ڀريو ويندو آهي. هاڻي سائنسدانن جو خيال آهي ته هڪ نئون تيل اميريشيئم (Americium) ــ خلائي تحقيق جي مستقبل کي مڪمل طور تبديل ڪري سگهي ٿو. اهو خلائي مشنز کي ڏهاڪن نه پر صدين تائين طاقت فراهم ڪري سگهي ٿو. اهو تيل مختلف ملڪن کي محدود پلوٽونيم تي ڀاڙڻ کان آزاد ڪري سگهي ٿو. ۽ اهو اهڙا خلائي جهاز ممڪن بڻائي سگهي ٿو، جيڪي ستارن جي وچ ۾ صدين تائين ترندا رهن ۽ ڪائنات جي رازن بابت معلومات ڌرتي تي موڪليندا رهن. هن مستقبل جي خلائي جهازن جي تيل کي سمجهڻ لاءِ هڪ سادي ڳالهه کان شروعات ڪرڻي پوندي:
خلائي جهازن کي ايٽمي طاقت ڇو گهربل هوندي آهي؟
سولر پينل زمين جي ويجهو بهترين ڪم ڪن ٿا، جتي سج جي روشني عام طور گهڻي مقدار ۾موجود آهي. اهي سيٽلائيٽس، انٽرنيشنل اسپيس اسٽيشن ۽ ڪجهه مريخ روورن کي طاقت ڏين ٿا. پر جيئن جيئن فاصلو وڌي ٿو، روشني تمام تيزي سان گهٽجي ٿي. مشتري تائين سج جي روشني 25 ڀيرا گهٽ ٿي وڃي ٿي. پلوٽو تي سج جي روشني 1000 ڀيرا ڪمزور ٿي وڃي ٿي. جيڪڏهن وائجر سولر پاور تي هلن ها، ته هر هڪ کي فٽبال جي ميدان کان وڏا سولر پينل گهرجن ها. ان جي بدران، هر هڪ وٽ ڪچري جي ٽُوڪري جيترو وڏو RTG رکڻو پوي ها. RTG ريڊيو ايڪٽوتي مان پيدا ٿيندڙ حرارت کي بجلي ۾ تبديل ڪري ٿو.ان جي اندر پلوٽونيم-238 نالي تيل رکيل هوندو آهي. هن جي سست ۽ مستحڪم ٽٽڻ (decay) مان حرارت نڪري ٿي جنهن کي ٿرمو-ڪپُلز بجلي ۾ تبديلي ڪن ٿا. ان ۾ نه ڪا حرڪتي مشين آهي ۽ نه ڪو حصو جيڪو آسانيءَ سان خراب ٿي سگهي. وائجر جا 3 RTG لڳ ڀڳ 5 ڪلوگرام پلوٽونيم-238 رکن ٿا. 1977 ۾ هر RTG لڳ ڀڳ 470 واٽ بجلي پيدا ڪندو هو. اڄ به اڌ صدي پوءِ 200 واٽ کان وڌيڪ طاقت ڏئي رهيا آهن. پلوٽونيم-238 هٿيارن ۾ استعمال ٿيندڙ پلوٽونيم نه آهي، اهو نه نيوڪليئر ڌماڪو ڪري سگهي ٿو ۽ نه ئي ميلٽ ڊائون. اهو فقط آهستي آهستي حرارت ڏئي ٿو.
پلوٽونيم-238 “اولين ترجيح يا معيار” ڪيئن بڻيو؟
پلوٽونيم-238 جي اڌ-زندگي 88 سال آهي، طاقت ۽ ڊگهي عمر جو بهترين توازن.
1969 کان وٺي اهو خلائي مشنن ۾ استعمال ٿيڻ لڳو ــ اپولو مشنن ۾ چنڊ تي ٿيندڙ سائنسي اوزارن، پوءِ مشتري، زحل، پلوٽو ۽ ان کان به اڳتي موڪليل خلائي مشنز ۾ اهو استعمال ٿيندو رهيو. مثال طور: ڪاسيني مشن (2004–2017) وٽ 33 ڪلوگرام پلوٽونيم-238 هو. ان کان سواءِ اهو زحل جي اونداهين ۽ ٿڌين حالتن ۾ زنده نه رهي سگهي ها.
مسئلو ڪارڪردگي نه پر ذخيري جوآهي
پلوٽونيم-238 فطرت ۾نٿو ملي، اهو ايٽمي ريئڪٽرن ۾ ٺاهڻو پوي ٿو. سرد جنگ دوران آمريڪا ۽ سوويت يونين گهڻي مقدار ۾ اهو پيدا ڪيو هو، پر جنگ ختم ٿيڻ کان پوءِ ان جي پيداوار گهٽجي وئي. 2000ع تائين NASA وٽ ان جي شديد کوٽ ٿي پئي هئي. 2012 واري ڪيوراسٽي روور لاءِ آخري وڏو ذخيرو استعمال ٿيو. 2015 ۾نئين پيداوار شروع ٿيڻ تائين NASA کي انتظار ڪرڻو پيو. اڄ به سالياني پيداوار فقط چند سو گرام آهي. هڪ وڏي خلائي مشن کي 5 ڪلوگرام يا وڌيڪ اهو تيل کپي. ايتري گهٽ پيداوار سان وڌيڪ خلائي مشن هلائڻ ناممڪن آهي.
خلائي مشنز جو نئون تيل ’اميريشيئم‘ ڇا آهي ۽ ڪيئن حاصل ٿيندو؟
اميريشيئم (Americium) هڪ مصنوعي عنصر آهي، جيڪو پهريون ڀيرو 1944 ۾ ٺاهيو ويو هو. خلائي استعمال لاءِ سڀ کان اهم آئسوٽوپ Americium-241 آهي. ان جي اڌ زندگي 432 سال آهي جيڪا پلوٽونيم-238 کان پنجوڻ تي وڌيڪ آهي. هي ان کي صدين تائين هلندڙ مشنن لاءِ مثالي بڻائي سگهي ٿو. سڀ کان اهم ڳالهه: اميريشيئم-241 ايٽمي فضلي اندر پاڻمرادو ٺهي ٿو، جڏهن ته پلوٽونيم-241 آهستي آهستي ٽُوڙي ٺاهيون ويندو آهي. برطانيا وٽ اهڙو ايٽمي فضلو وڏي مقدار ۾ موجود آهي. جيڪو اتان ي کان اميريشيئم آسانيءَ سان ڪڍي سگهجي ٿو، بغير نوان ريئڪٽر ٺاهڻ جي. يورپ لاءِ هي طاقت جو مڪمل نئون ذريعو آهي، جيڪو انهن کي آمريڪا جي پلوٽونيم تي ڀاڙڻ کان آزاد ڪري سگهي ٿو. اميريشئم جي عمر 432 سال آهي ۽ حرارتي سگهه 0.1 واٽ آهي. پلوٽينيم 238 جي عمر 88 سال ۽ حرارتي سگهه 0.5 واٽ آهي.
مستقبل جا اهي مشن جيڪي اميريشيئم ممڪن بڻائيندو
يورپ اڳ ئي اميريشيئم تي ٻڌل RTG ٺاهي رهيو آهي ــ ليئسٽر يونيورسٽي ۽ ESA جي تعاون سان. اها ٽيڪنالاجي خاص طور تي موزون آهي: برفيلن چنڊن جي اندروني ساخت جا ڊگهي مدت جا مطالعائي مشن، اهڙي جانچ جيڪا ستارن جي وچ ۾ صديون سفر ڪن ۽ انتهائي ٿڌن ۽ اونداهين جڳهن تي ڪم ڪندڙ خلائي اوزارن ۾ استعمال ٿئي. NASA جو Interstellar Probe تصور، جيڪو 150 ارب ڪلوميٽر سفر ڪندو، اهڙين ئي پاور سسٽمز جو محتاج هوندو.
طاقت جي گهٽتائي ۽ اسٽِر لِنگ انجڻ جو حل
اميريشيئم جي سڀ کان وڏي گهٽتائي ان جو گهٽ حرارتي آئوٽ پُٽ آهي، جنهن سبب پاور سسٽم وڏا ۽ ڳرا ٿين ٿا.
حل: اسٽرلنگ انجڻ Stirling Engline
روايتي RTG جي 5٪ ڪارڪردگي جي مقابلي ۾ 25٪ کان وڌيڪ ڪارڪردگي، ساڳئي تيل سان گهڻي بجلي، گهٽ ايندھن سان ساڳي طاقت، هڪ کان وڌيڪ اسٽِر لِنگ ڪنورٽر گڏ ڪم ڪري سگهن ٿا، تنهنڪري جيڪڏهن هڪ ناڪام به ٿئي ته سسٽم بند نه ٿيندو.
طاقت جي آزادي جو نئون دور
گذريل ڏهاڪن کان وٺي آمريڪا وٽ پلوٽونيم-238 پيدا ڪرڻ جي صلاحيت سبب دنيا جي خلائي مشنن تي سندن اجاراداري هئي.پر اميريشيئم اهو توازن بدلائي رهيو آهي. هاڻي ملڪ: پنهنجا پاور سسٽم ٺاهي سگهن ٿا، ڊگهي عمر وارا مشن تيار ڪري سگهن ٿا، پلوٽونيم جي کوٽ کان بچي سگهن ٿا. اميريشيئم جا پاور سسٽم زمين تي به استعمال ٿي سگهن ٿا . گهر کان پري فوجي آپريشن، سمنڊ جي کوٽائي ۾ تحقيق، ڏورانهين فاصلي تي قائم سائنسي اسٽيشنن کي صدين تائين هلائڻ ممڪن بڻبو.
اميريشيئم سان ڳنڍيل مستقبل
پلوٽونيم238 ويهين ۽ 21هين صدي جي وڏين خلائي مهمن کي ممڪن بڻايو ، چنڊ کان وٺي زحل تائين ۽ بين النجومي يعني Interstellar خلا تائين. پر جيئن پلوٽونيم گهٽجي رهيو آهي ۽ انسانيت جون اميدون وڌي رهيون آهن، اميريشيئم نئين دور جي شروعات ڪري سگهي ٿو. اميريشيئم تيز روشني سان نٿو ٻري، پر تمام گهڻي دير تائين ٻري ٿو ۽ بين النجومي خلا ۾، برداشت ئي سڀ کان اهم وسيلو آهي. جيڪو عنصر اڄ توهان جي گهر جي اسموڪ ڊٽيڪٽر ۾ موجود آهي، اهو ئي شايد ايندڙ صديون هلندڙ خلائي تحقيقاتن يا ڏورانهين دنياين جي اونداهي سمنڊن ۾ تحقيق ڪندڙ اوزارن کي طاقت ڏئي. اڳتي هلي خلائي ڊوڙ شايد رڳو راڪيٽن يا دوربينن تي نه پر ان ڳالهه تي منحصر هوندي ته ڪير انهن ايٽمي ايندھن کي سنڀالي ٿو، جيڪي خلائي جهازن کي صديون زنده رکندا. (هي رپورٽ انٽريسٽنگ انجنيئرنگ جرنل ۾ شايع ٿي ، جيڪا سندن ٿورن سان اسين پنهنجي پڙهندڙن لاءِ پيش ڪريون ٿا. ادارو)
