रोबोटिक अंतरिक्ष यान

एक रोबोटिक अंतरिक्ष यान आमतौर पर दूरबीन नियंत्रण के तहत एक मानव रहित अंतरिक्ष यान है। वैज्ञानिक शोध माप बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक रोबोटिक अंतरिक्ष यान अक्सर अंतरिक्ष जांच कहा जाता है। कम लागत और कम जोखिम कारकों के कारण, कई अंतरिक्ष मिशन मानव रहित संचालन के बजाय टेलीरोबोटिक के लिए अधिक उपयुक्त हैं। इसके अलावा, वीनस या बृहस्पति के आसपास के कुछ ग्रहों के गंतव्य मानव जीवित रहने के लिए बहुत प्रतिकूल हैं, वर्तमान तकनीक को देखते हुए। शनि, यूरेनस और नेप्च्यून जैसे बाहरी ग्रह वर्तमान मानव निर्मित स्पेसफाइट प्रौद्योगिकी के साथ पहुंचने के लिए बहुत दूर हैं, इसलिए टेलीरोबोटिक जांच उन्हें तलाशने का एकमात्र तरीका है।

कई कृत्रिम उपग्रह रोबोटिक अंतरिक्ष यान हैं, जैसा कि कई लैंडर्स और रोवर्स हैं।

इतिहास
22 जुलाई 1 9 51 को सोवियत संघ (यूएसएसआर) द्वारा पहला रोबोटिक अंतरिक्ष यान लॉन्च किया गया था, एक दोबारा डिज़िक और त्सगान लेकर एक उपनगरीय उड़ान। चार अन्य ऐसी उड़ानें 1 9 51 के पतन के माध्यम से बनाई गई थीं।

पहला कृत्रिम उपग्रह, स्पुतनिक 1, को 4 अक्टूबर 1 9 57 को 215-9-9 3 9 किलोमीटर (1167 507 एनएमआई) पृथ्वी कक्षा द्वारा यूएस कक्षा में रखा गया था। 3 नवंबर 1 9 57 को, यूएसएसआर कक्षा में स्पुतनिक 2. 113 किलोग्राम वजन (24 9 एलबी), स्पुतनिक 2 ने पहले जीवित जानवर को कक्ष में रखा, कुत्ता लाइक। चूंकि उपग्रह को लॉन्च वाहन के ऊपरी चरण से अलग करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था, इसलिए कक्षा में कुल द्रव्यमान 508.3 किलोग्राम (1,121 पाउंड) था।

सोवियत संघ के साथ घनिष्ठ दौड़ में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने अपना पहला कृत्रिम उपग्रह, एक्सप्लोरर 1, 31 जनवरी 1 9 58 को 1 9 3-बाय-1,373-समुद्री-मील (357 से 2,543 किमी) कक्षा में लॉन्च किया। एक्सप्लोरर I 80.75-इंच था (205.1 सेमी) लंबे समय तक 6.00 इंच (15.2 सेमी) व्यास सिलेंडर वजन 30.8 पाउंड (14.0 किलो) वजन, स्पुतनिक 1 की तुलना में, 58 सेंटीमीटर (23 इंच) क्षेत्र जिसमें 83.6 किलोग्राम (184 पौंड) वजन था। एक्सप्लोरर 1 ने सेंसर किए जो वैन एलन बेल्ट के अस्तित्व की पुष्टि करते थे, उस समय एक प्रमुख वैज्ञानिक खोज, जबकि स्पुतनिक 1 ने कोई वैज्ञानिक सेंसर नहीं लिया था। 17 मार्च 1 9 58 को, अमेरिका ने अपना दूसरा उपग्रह, वेंगार्ड 1 का निरीक्षण किया, जो कि अंगूर के आकार के बारे में था, और 2016 तक 360-बाय -0080-समुद्री-मील (670 से 3,850 किमी) कक्षा में बना हुआ है।

नौ अन्य देशों ने अपने स्वयं के लॉन्च वाहनों का उपयोग करके उपग्रहों को सफलतापूर्वक लॉन्च किया है: फ्रांस (1 9 65), जापान और चीन (1 9 70), यूनाइटेड किंगडम (1 9 71), भारत (1 9 80), इज़राइल (1 9 88), ईरान (200 9), उत्तरी कोरिया ( 2012), और न्यूजीलैंड (2018)।

डिज़ाइन
अंतरिक्ष यान डिजाइन में, संयुक्त राज्य वायुसेना एक वाहन को मिशन पेलोड और बस (या मंच) से युक्त मानती है। बस भौतिक संरचना, थर्मल नियंत्रण, विद्युत शक्ति, रवैया नियंत्रण और टेलीमेट्री, ट्रैकिंग और कमांडिंग प्रदान करता है।

जेपीएल एक अंतरिक्ष यान की “उड़ान प्रणाली” उपप्रणाली में विभाजित करता है। इसमें शामिल है:

संरचना
यह भौतिक रीढ़ की हड्डी संरचना है। यह:

अंतरिक्ष यान की समग्र यांत्रिक अखंडता प्रदान करता है
सुनिश्चित करता है कि अंतरिक्ष यान घटक समर्थित हैं और लॉन्च लोड का सामना कर सकते हैं

डेटा संधारण
इसे कभी-कभी कमांड और डेटा उपप्रणाली के रूप में जाना जाता है। यह अक्सर के लिए ज़िम्मेदार है:

कमांड अनुक्रम भंडारण
अंतरिक्ष यान घड़ी को बनाए रखना
अंतरिक्ष यान टेलीमेट्री डेटा एकत्र करना और रिपोर्ट करना (जैसे अंतरिक्ष यान स्वास्थ्य)
मिशन डेटा एकत्र करना और रिपोर्ट करना (उदाहरण के लिए फोटोग्राफिक छवियां)

दृष्टिकोण दृढ़ संकल्प और नियंत्रण
यह प्रणाली मुख्य रूप से बाहरी अशांति-गुरुत्वाकर्षण ढाल प्रभाव, चुंबकीय-क्षेत्रीय टोक़, सौर विकिरण और वायुगतिकीय ड्रैग के बावजूद अंतरिक्ष (रवैया) में सही अंतरिक्ष यान के अभिविन्यास के लिए ज़िम्मेदार है; इसके अलावा इसे एंटेना और सौर सरणी जैसे जंगली भागों को स्थानांतरित करने की आवश्यकता हो सकती है।

खतरनाक इलाके पर लैंडिंग
रोबोटिक अंतरिक्ष यान से जुड़े ग्रहों के अन्वेषण मिशनों में, एक सुरक्षित और सफल लैंडिंग सुनिश्चित करने के लिए ग्रह की सतह पर लैंडिंग की प्रक्रियाओं में तीन महत्वपूर्ण भाग हैं। इस प्रक्रिया में ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और वायुमंडल में प्रवेश शामिल है, जो उस माहौल के माध्यम से वैज्ञानिक मूल्य के एक लक्षित / लक्षित क्षेत्र की ओर एक वंश है, और एक सुरक्षित लैंडिंग जो शिल्प पर उपकरण की अखंडता की गारंटी देता है संरक्षित है। जबकि रोबोटिक अंतरिक्ष यान उन हिस्सों से गुजर रहा है, यह भी अपने आप के विश्वसनीय नियंत्रण और अच्छी तरह से पैंतरेबाज़ी करने की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए सतह की तुलना में अपनी स्थिति का आकलन करने में सक्षम होना चाहिए। रोबोटिक अंतरिक्ष यान को खतरों से बचने के लिए वास्तविक समय में खतरनाक मूल्यांकन और प्रक्षेपण समायोजन भी कुशलता से करना चाहिए। इसे प्राप्त करने के लिए, रोबोटिक अंतरिक्ष यान को अंतरिक्ष यान (सतह के आकलन) के सापेक्ष स्थित स्थान के बारे में सटीक ज्ञान की आवश्यकता होती है, जो भू-भाग (खतरे के आकलन) से खतरे के रूप में हो सकता है, और जहां अंतरिक्ष यान वर्तमान में आगे बढ़ना चाहिए (खतरे से बचने)। स्थानीयकरण, खतरे के आकलन और बचाव के लिए संचालन की क्षमता के बिना, रोबोटिक अंतरिक्ष यान असुरक्षित हो जाता है और आसानी से खतरनाक परिस्थितियों जैसे सतह टकराव, अवांछित ईंधन खपत के स्तर, और / या असुरक्षित चालक दल में प्रवेश कर सकता है।

प्रवेश, वंश, और लैंडिंग
एकीकृत संवेदन में तत्काल इमेजरी भूमि डेटा की व्याख्या करने के लिए एक छवि परिवर्तन एल्गोरिदम शामिल है, वास्तविक समय का पता लगाना और भू-खतरों से बचने वाले इलाके के खतरों से बचने, और लैंडमार्क स्थानीयकरण तकनीकों का उपयोग करके ब्याज की वांछित साइट पर लैंडिंग की सटीकता में वृद्धि करना। एकीकृत संवेदन इन कार्यों को पूर्व-दर्ज की गई जानकारी और कैमरों पर निर्भर करते हुए अपने स्थान को समझने और इसकी स्थिति निर्धारित करने के लिए पूरा करता है और चाहे वह सही है या कोई सुधार (स्थानीयकरण) करने की आवश्यकता है। कैमरों का भी किसी भी संभावित खतरे का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है कि क्या यह ईंधन की खपत में वृद्धि हुई है या यह एक शारीरिक खतरे है जैसे क्रेटर या चट्टान की तरफ एक खराब लैंडिंग स्पॉट जो लैंडिंग को आदर्श नहीं (खतरनाक मूल्यांकन) बनाता है।

दूरसंचार
दूरसंचार उपप्रणाली में घटक रेडियो एंटेना, ट्रांसमीटर और रिसीवर शामिल हैं। इन्हें पृथ्वी पर जमीन स्टेशनों, या अन्य अंतरिक्ष यान के साथ संवाद करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

विद्युत शक्ति
अंतरिक्ष यान पर विद्युत शक्ति की आपूर्ति आम तौर पर फोटोवोल्टिक (सौर) कोशिकाओं या रेडियोसोटॉप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर से होती है। उपप्रणाली के अन्य घटकों में बिजली और वितरण सर्किटरी भंडारण के लिए बैटरी शामिल हैं जो घटकों को बिजली स्रोतों से जोड़ती हैं।

पर्यावरण नियंत्रण और पर्यावरण से सुरक्षा
अंतरिक्ष यान को अक्सर इन्सुलेशन के साथ तापमान में उतार चढ़ाव से संरक्षित किया जाता है। सौर अंतरिक्ष से अतिरिक्त सुरक्षा के लिए कुछ अंतरिक्ष यान मिरर और धूप का उपयोग करते हैं। उन्हें अक्सर माइक्रोमेरोइरोइड और कक्षीय मलबे से बचाने की आवश्यकता होती है।

संचालक शक्ति
अंतरिक्ष यान प्रणोदन एक ऐसी विधि है जो अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ने के लिए जोर उत्पन्न करके अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति देती है। हालांकि, एक सार्वभौमिक रूप से प्रयुक्त प्रणोदन प्रणाली नहीं है: मोनोप्रोपेलेंट, द्विध्रुवीय, आयन प्रणोदन, आदि। प्रत्येक प्रणोदन प्रणाली प्रत्येक प्रणाली के अपने फायदे और नुकसान वाले कुछ अलग तरीकों से जोर देती है। लेकिन, अधिकांश अंतरिक्ष यान प्रणोदन आज रॉकेट इंजन पर आधारित है। रॉकेट इंजन के पीछे सामान्य विचार यह है कि जब ऑक्सीडाइज़र ईंधन स्रोत को पूरा करता है, वहां उच्च गति पर ऊर्जा और गर्मी की विस्फोटक रिहाई होती है, जो अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ाती है। यह न्यूटन के तीसरे कानून के नाम से जाना जाने वाला एक बुनियादी सिद्धांत के कारण होता है। न्यूटन के मुताबिक, “हर कार्रवाई के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।” क्योंकि अंतरिक्ष यान के पीछे से ऊर्जा और गर्मी जारी की जा रही है, इसलिए अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ने की अनुमति देने के लिए गैस कणों को चारों ओर धकेल दिया जा रहा है। आज रॉकेट इंजन के उपयोग के पीछे मुख्य कारण यह है कि रॉकेट प्रोपल्सन का सबसे शक्तिशाली रूप है।

मोनोप्रोपेलेंट
प्रणोदन प्रणाली के लिए काम करने के लिए, आमतौर पर हमेशा ऑक्सीडाइज़र लाइन और एक ईंधन रेखा होती है। इस तरह, अंतरिक्ष यान प्रणोदन नियंत्रित किया जाता है। लेकिन एक monopropellant प्रणोदन में, एक ऑक्सीडाइज़र लाइन की कोई ज़रूरत नहीं है और केवल ईंधन लाइन की आवश्यकता है। यह ऑक्सीडाइज़र के कारण रासायनिक रूप से ईंधन अणु में बंधे होने के कारण काम करता है। लेकिन प्रोपल्सन सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए, ईंधन का दहन केवल उत्प्रेरक की उपस्थिति के कारण हो सकता है। रॉकेट इंजन हल्का और सस्ता, नियंत्रण में आसान, और अधिक विश्वसनीय बनाने के कारण यह काफी फायदेमंद है। लेकिन, गिरावट यह है कि रसायन निर्माण, भंडारण और परिवहन के लिए बहुत खतरनाक है।

Bipropellant
एक द्विप्रवाह प्रणोदन प्रणाली एक रॉकेट इंजन है जो तरल प्रोपेलेंट का उपयोग करता है। इसका मतलब है कि ऑक्सीडाइज़र और ईंधन लाइन तरल राज्यों में हैं। यह प्रणाली अनूठी है क्योंकि इसे किसी भी इग्निशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे ही वे एक-दूसरे के संपर्क में आते हैं, दोनों तरल पदार्थ स्वचालित रूप से दहन करते हैं और जहाज को आगे बढ़ाने के लिए प्रणोदन पैदा करते हैं। इस तकनीक के लिए मुख्य लाभ यह है कि इन प्रकार के तरल पदार्थ अपेक्षाकृत उच्च घनत्व रखते हैं, जो प्रोपेक्ट टैंक की मात्रा को छोटा होने की अनुमति देता है, इसलिए अंतरिक्ष प्रभावशीलता बढ़ रही है। डाउनसाइड मोनोप्रोपेलेंट प्रोपल्सन सिस्टम की तरह ही है: निर्माण, स्टोर और परिवहन के लिए बहुत खतरनाक है।

आयन
एक आयन प्रोपल्सन सिस्टम एक प्रकार का इंजन है जो इलेक्ट्रॉन बमबारी या आयनों के त्वरण के माध्यम से जोर देता है। प्रणोदक परमाणु (न्यूट्रिकल चार्ज) के लिए उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों की शूटिंग करके, यह प्रणोदक परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को हटा देता है और इसके परिणामस्वरूप प्रोपेलेंट परमाणु सकारात्मक रूप से चार्ज परमाणु बन जाता है। सकारात्मक चार्ज आयनों को सकारात्मक चार्ज ग्रिड से गुजरने के लिए निर्देशित किया जाता है जिसमें हजारों सटीक गठबंधन छेद उच्च वोल्टेज पर चल रहे होते हैं। फिर, संरेखित सकारात्मक चार्ज आयन एक नकारात्मक चार्ज त्वरक ग्रिड के माध्यम से बढ़ता है जो आयनों की गति 90,000 मील प्रति घंटे तक बढ़ा देता है। इन सकारात्मक चार्ज आयनों की गति अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ाने के लिए जोर देती है। इस तरह के प्रणोदन होने का लाभ यह है कि यह निरंतर वेग बनाए रखने में अविश्वसनीय रूप से कुशल है, जो गहरे अंतरिक्ष यात्रा के लिए आवश्यक है। हालांकि, उत्पादित जोर की मात्रा बहुत कम है और इसे संचालित करने के लिए बहुत सारी विद्युत शक्ति की आवश्यकता है।

यांत्रिकी उपकरण
लैंडिंग के बाद या लैंडिंग से पहले यांत्रिक घटकों को अक्सर तैनाती के लिए स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। मोटर्स के उपयोग के अलावा, कई बार-बार आंदोलन पायरोटेक्निक उपकरणों द्वारा नियंत्रित होते हैं।

रोबोटिक बनाम मानव रहित अंतरिक्ष यान
रोबोटिक अंतरिक्ष यान विशेष रूप से एक विशिष्ट शत्रुतापूर्ण वातावरण के लिए सिस्टम तैयार किया गया है। किसी विशेष वातावरण के लिए उनके विनिर्देश के कारण, यह जटिलता और क्षमताओं में काफी भिन्न होता है। जबकि एक मानव रहित अंतरिक्ष यान कर्मियों या चालक दल के बिना एक अंतरिक्ष यान है और स्वचालित रूप से संचालित होता है (मानव हस्तक्षेप के बिना कार्रवाई के साथ आय) या रिमोट कंट्रोल (मानव हस्तक्षेप के साथ)। ‘मानव रहित अंतरिक्ष यान’ शब्द का अर्थ यह नहीं है कि अंतरिक्ष यान रोबोटिक है।

नियंत्रण
रोबोटिक अंतरिक्ष यान पृथ्वी पर वापस डेटा के लिए टेलीमेट्री का उपयोग डेटा और वाहन स्थिति की जानकारी हासिल की। यद्यपि आमतौर पर “दूरस्थ रूप से नियंत्रित” या “टेलीरोबोटिक” के रूप में जाना जाता है, प्रारंभिक कक्षीय अंतरिक्ष यान – जैसे स्पुतनिक 1 और एक्सप्लोरर 1 – को पृथ्वी से नियंत्रण संकेत प्राप्त नहीं हुए। इन पहले अंतरिक्ष यान के तुरंत बाद, जमीन से रिमोट कंट्रोल की अनुमति देने के लिए कमांड सिस्टम विकसित किए गए थे। दूर की जांच के लिए बढ़ी स्वायत्तता महत्वपूर्ण है जहां प्रकाश यात्रा का समय पृथ्वी से तेजी से निर्णय और नियंत्रण को रोकता है। कैसिनी-ह्यूजेन्स और मंगल एक्सप्लोरेशन रोवर्स जैसी नई जांच अत्यधिक स्वायत्त हैं और समय-समय पर विस्तारित अवधि के लिए स्वतंत्र रूप से संचालित करने के लिए ऑन-बोर्ड कंप्यूटर का उपयोग करती हैं।

अंतरिक्ष अन्वेषण
एक अंतरिक्ष जांच एक रोबोटिक अंतरिक्ष यान है जो पृथ्वी की कक्षा में नहीं है, बल्कि इसके बजाय, बाहरी अंतरिक्ष में आगे की खोज करता है। एक अंतरिक्ष जांच चंद्रमा से संपर्क कर सकते हैं; इंटरप्लानेटरी अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा; फ्लाईबी, कक्षा, या अन्य ग्रह निकायों पर भूमि; या इंटरस्टेलर अंतरिक्ष दर्ज करें।

स्पेसएक्स ड्रैगन
आधुनिक दुनिया में पूरी तरह से रोबोटिक अंतरिक्ष यान का एक उदाहरण स्पेसएक्स के ड्रैगन होगा। स्पेसएक्स ड्रैगन एक रोबोटिक अंतरिक्ष यान है जो न केवल पृथ्वी की कक्षा में माल भेजता है बल्कि मनुष्यों को भी भेजता है। स्पेसएक्स ड्रैगन की कुल ऊंचाई 7.2 मीटर (23.6 फीट) है जिसमें व्यास 3.7 मीटर (12 फीट) है। कुल लॉन्च पेलोड द्रव्यमान 6,000 किलोग्राम (13,228 एलबीएस) और कुल रिटर्न द्रव्यमान 3,000 किग्रा (6,614 एलबीएस) है, कुल लॉन्च पेलोड वॉल्यूम 25 एम ^ 3 (883 फीट ^ 3) और कुल रिटर्न पेलोड वॉल्यूम 11 मीटर है ^ 3 (388 फीट ^ 3)। पृथ्वी की कक्षा में ड्रैगन की कुल अवधि दो साल है।

2012 में स्पेसएक्स ड्रैगन ने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर कार्गो देने और उसी यात्रा में सुरक्षित रूप से माल भेजने के लिए पहला वाणिज्यिक रोबोट अंतरिक्ष यान बनकर इतिहास बनाया। ड्रैगन द्वारा बनाई गई यह उपलब्धि केवल सरकारों द्वारा हासिल की गई थी। वर्तमान में ड्रैगन का मतलब माल के हस्तांतरण के लिए है क्योंकि मूल रूप से मनुष्यों को ले जाने के लिए डिजाइन किए जाने के बावजूद पृथ्वी पर कार्गो की महत्वपूर्ण मात्रा में लौटने की क्षमता है।

एक अंतरिक्ष जांच एक वैज्ञानिक अंतरिक्ष अन्वेषण मिशन है जिसमें एक अंतरिक्ष यान पृथ्वी छोड़ देता है और अंतरिक्ष की खोज करता है। यह चंद्रमा से संपर्क कर सकता है, इंटरप्लानेटरी, फ्लाईबी या कक्षा अन्य निकायों में प्रवेश कर सकता है, या इंटरस्टेलर स्पेस तक पहुंच सकता है।

रोबोटिक अंतरिक्ष यान सेवा वाहन
एमडीए स्पेस इंफ्रास्ट्रक्चर सर्विसिंग वाहन – भू-समकालिक कक्षा में संचार उपग्रहों के लिए एक इन-स्पेस रिफाइवलिंग डिपो और सर्विस स्पेसक्राफ्ट। 2015 के लिए लॉन्च की योजना बनाई। [अपडेट की जरूरत है]
मिशन एक्सटेंशन वाहन एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है जो अंतरिक्ष में आरसीएस ईंधन हस्तांतरण का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय, यह एमडीए एसआईएस जैसे ही लक्षित उपग्रह से जुड़ जाएगा, और फिर “लक्ष्य के लिए रवैया नियंत्रण प्रदान करने के लिए अपने स्वयं के जोरकों” का उपयोग करेगा।