क्या इंसान तारों के बीच उड़ान भर सकता है?

《इंटरस्टेलर》 को मैंने बार-बार तीन बार देखा है। पूरी फ़िल्म का सिद्धांत सापेक्षता और वर्महोल थ्योरी पर आधारित है। हालाँकि यह बहुत दिलचस्प है, फिर भी मुझे लगता है कि फ़िल्म में (और असल दुनिया में भी) तकनीक का स्तर बहुत ही कमज़ोर है। अगर भविष्य के इंसानों ने शनि के आसपास एक वर्महोल न रखा होता, तो मौजूदा तकनीक के स्तर से इंसानों का सौरमंडल से बाहर निकलना लगभग असंभव है।

वॉयेजर 1 (Voyager 1) शायद अब तक इंसानों द्वारा बनाई गई सबसे तेज़ मशीन है (अभी यह तीसरे ब्रह्मांडीय वेग 16.7 km/s से अधिक है, सटीक गति का पता नहीं है)। 2013 में NASA ने खबर दी थी कि 1977 में लॉन्च किया गया वॉयेजर 1 अब सूर्य के कणों से प्रभावित हीलियोस्फीयर से बाहर निकलकर अंतरतारकीय अंतरिक्ष में प्रवेश कर चुका है। तब मुझे लगा था कि सौरमंडल बस इतना ही बड़ा है, 35 साल में बाहर निकला जा सकता है; लेकिन असल में, वॉयेजर 1 ने इन 35 सालों में जितनी दूरी तय की है, वह पूरे सौरमंडल के हिसाब से हमारे माइक्रोमीटर के सबसे छोटे मापन इकाई जितनी ही है।

 सौरमंडल आखिर कितना बड़ा है?

 सूर्य के चारों ओर परिक्रमा करने वाले खगोलीय पिंड और पदार्थ सौरमंडल के दायरे में आते हैं। हमारे जाने-पहचाने आठ ग्रहों के अलावा, कम से कम 5 बौने ग्रह, कम से कम 173 उपग्रह और करोड़ों छोटे खगोलीय पिंड हैं। नेपच्यून से भी आगे एक चक्राकार काइपर बेल्ट है जो कई छोटे ग्रहों से बना है, जो सूर्य से लगभग 50 से 500 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर है (हर एक खगोलीय इकाई पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी को दर्शाती है); काइपर बेल्ट के बाहर भी सौरमंडल को घेरने वाला एक गोलाकार बादल समूह है, जिसे ऑर्ट क्लाउड कहते हैं, जो सूर्य से 50000 से 100000 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर है, और इसकी अधिकतम त्रिज्या लगभग एक प्रकाश वर्ष है।

इंसान तभी सच में सौरमंडल से बाहर निकला माना जाएगा जब वह ऑर्ट क्लाउड को पार कर लेगा। लेकिन वॉयेजर 1 ने 35 साल में सिर्फ 120 से ज़्यादा खगोलीय इकाइयाँ तय कीं, यानी हर साल 4 खगोलीय इकाइयों से भी कम; साधारण भाग देकर समझ आ जाएगा कि वॉयेजर की मौजूदा गति से भी इंसानों को सौरमंडल से बाहर निकलने में कम से कम 20000 साल लगेंगे।

इंसानी तकनीक सच में बहुत कमज़ोर है

इंसानों का अस्तित्व एक लाख से ज़्यादा साल पुराना है, और तकनीक की हर प्रगति इंसानों की यात्रा गति में बढ़ोतरी दर्शाती है; सबसे बड़ी हालिया बढ़ोतरी इन 200 सालों में हुई है। दुर्भाग्य से, प्रोपेलेंट-आधारित प्रणोदन की गति अपनी सीमा पर पहुँच चुकी लगती है, आज के रॉकेट और 50 साल पहले के रॉकेट में कोई फर्क नहीं है। द्रव्यमान-ऊर्जा समीकरण E=mc2 से गणना करें तो, इंसानों को ज़्यादा गति पाने के लिए ज़्यादा विपरीत प्रणोद बल चाहिए, ज़्यादा ऊर्जा ले जानी होगी, और ज़्यादा निष्कासन वेग चाहिए। अगर सौरमंडल के भीतर एक छोटी तेज़ यात्रा करनी हो, तो एक रॉकेट को जितने ईंधन और इंजन की ज़रूरत होगी, उसका द्रव्यमान मानवयुक्त यान से कहीं ज़्यादा होगा।

इसलिए प्रोपेलेंट-आधारित प्रणोदन से इंसानों का अंतरतारकीय यात्रा करना असंभव है, क्योंकि हमारे पास न तो हज़ारों साल का समय है और न ही इतनी विशाल ऊर्जा खर्च करने की क्षमता।

अगर हम सिर्फ अपनी मौजूदा तकनीक के भरोसे रहे, तो इंसान हमेशा सौरमंडल की सबसे भीतरी परत में ही कीचड़ में खेलता रहेगा।

हमारा लक्ष्य तारे और समुद्र हैं! इंसानों को नए प्रणोदन की ज़रूरत है: प्रोपेलेंट-रहित प्रणोदन।

फिलहाल प्रोपेलेंट-रहित प्रणोदन के दस से ज़्यादा विकल्प हैं, जैसे सौर पाल प्रणोदन, विद्युतचुंबकीय प्रणोदन, नाभिकीय संलयन प्रणोदन और वक्रता इंजन आदि।

सौर पाल प्रणोदन हमारी समझ वाली पाल नाव जैसा ही है, अंतरिक्ष में एक विशाल पतली झिल्ली फैलाई जाती है, झिल्ली के पीछे यान लगा होता है, सूर्य के फोटॉन इस झिल्ली पर टकराकर एक विपरीत प्रणोद बनाते हैं, जब तक गति धीमी न हो, यह यान लगातार तेज़ होता रहेगा, और अंत में इसकी गति एक अविश्वसनीय स्तर तक पहुँच जाएगी। लेकिन सौर पाल की सबसे बड़ी मुश्किल गति धीमी करना है, एक तारे से दूसरे समान ऊर्जा वाले तारे तक, बीच में सौर पाल से गति धीमी की जा सकती है; लेकिन अगर किसी ऐसी जगह जाना हो जो प्रकाश नहीं देती, तो या तो प्रोपेलेंट से गति धीमी करनी होगी, या गुरुत्वाकर्षण से, जो व्यवहार में काफी मुश्किल है।

विद्युतचुंबकीय प्रणोदन विद्युतचुंबकीय क्षेत्र से कणों की निष्कासन दिशा नियंत्रित करके अंतरिक्ष यान को तय दिशा में उड़ाता है। इसकी खासियत है कम ऊर्जा खपत, छोटा उपकरण, और फिलहाल कुछ उपग्रह इस तकनीक का इस्तेमाल करके कक्षा स्थिर बनाए रखते हैं।

नाभिकीय संलयन प्रणोदन तकनीक भी प्रोपेलेंट-रहित प्रकार की है, किसी ने अनुमान लगाया है कि अगर 11000 टन पदार्थ (एक छोटे युद्धपोत का वज़न) को आधी प्रकाश गति तक पहुँचाना हो, तो पूरे चंद्रमा के हीलियम-3 की नियंत्रित नाभिकीय संलयन की ज़रूरत होगी। साफ है कि हम ऐसा नहीं कर सकते, यहाँ तक कि हमने नियंत्रित नाभिकीय संलयन की तकनीक भी पूरी तरह हासिल नहीं की है। लेकिन नियंत्रित नाभिकीय संलयन से प्रकाश गति के एक से दस प्रतिशत तक की छोटी यात्रा करना काफी आसान और सुखद होगा।

《थ्री-बॉडी》 या 《स्टार ट्रेक》 देख चुके लोगों को ज़रूर उसमें दिखाया गया वक्रता इंजन बहुत दिलचस्प लगेगा, वक्रता इंजन कम समय में अंतरिक्ष यान को प्रकाश गति तक पहुँचा सकता है, और सापेक्ष समय को नहीं बदलता, यह एक बहुत उन्नत प्रणोदन अवधारणा है। लेकिन अवधारणा सिर्फ अवधारणा ही है, अब तक वैज्ञानिक जगत में कोई भी शोध इस अवधारणा की सत्यता साबित नहीं कर पाया है।

यह देखना मुश्किल नहीं है कि अगली पीढ़ी के अंतरिक्ष यान में विद्युतचुंबकीय या नाभिकीय संलयन प्रणोदन तकनीक का इस्तेमाल हो सकता है, हमें बहुत सारी मुश्किलें पार करनी हैं; भौतिकी के अलावा, पदार्थ विज्ञान, जीव विज्ञान जैसे कई विषयों में पूरी मानवता को मिलकर मेहनत करनी होगी।