Novel NASA Instrument Sets Sights on Earth-bound Solar Radiation

 ایک بہت چھوٹا آلہ اس کے آگے ایک بڑا کام رکھتا ہے: سورج سے آنے والی تمام زمینی توانائی کی پیمائش کرنا اور سائنسدانوں کو یہ سمجھنے میں مدد کرنا کہ یہ توانائی ہمارے سیارے کے شدید موسم، موسمیاتی تبدیلیوں اور دیگر عالمی قوتوں کو کیسے متاثر کرتی ہے۔

شو باکس یا گیمنگ کنسول کے سائز کے بارے میں، کومپیکٹ ٹوٹل شعاع مانیٹر (CTIM) اب تک کا سب سے چھوٹا سیٹلائٹ ہے جو زمین کو سورج سے حاصل ہونے والی تمام شمسی توانائی کے مجموعے کا مشاہدہ کرنے کے لیے بھیجا گیا ہے۔

کل شمسی شعاعیں زمین کے تابکاری بجٹ کا ایک بڑا حصہ ہے، جو آنے والی اور جانے والی شمسی توانائی کے درمیان توازن کو ٹریک کرتا ہے۔ انسانی سرگرمیوں سے خارج ہونے والی گرین ہاؤس گیسوں کی بڑھتی ہوئی مقدار، جیسے جیواشم ایندھن کو جلانا، زمین کے ماحول میں شمسی توانائی کی بڑھتی ہوئی مقدار کو پھنسانا۔

اس سے بڑھتی ہوئی توانائی عالمی درجہ حرارت کو بڑھاتی ہے اور زمین کی آب و ہوا کو تبدیل کرتی ہے، جس کے نتیجے میں سمندر کی سطح میں اضافہ اور شدید موسم جیسی چیزوں کو آگے بڑھایا جاتا ہے۔

"اب تک زمین کی آب و ہوا میں توانائی کا غالب ان پٹ سورج سے آتا ہے،" ڈیو ہاربر، یونیورسٹی آف کولوراڈو، بولڈر، لیبارٹری فار ایٹموسفیرک اینڈ اسپیس فزکس (LASP) کے ایک سینئر محقق اور CTIM کے پرنسپل تفتیش کار نے کہا۔ "یہ پیشین گوئی کرنے والے ماڈلز کے لیے ایک کلیدی ان پٹ ہے جو پیشن گوئی کرتا ہے کہ وقت کے ساتھ زمین کی آب و ہوا کیسے بدل سکتی ہے۔"

NASA کے مشنز جیسے ارتھ ریڈی ایشن بجٹ تجربہ اور NASA کے آلات جیسے CERES نے موسمیاتی سائنس دانوں کو 40 سال پر محیط کل شمسی شعاعوں کا ایک غیر منقطع ریکارڈ برقرار رکھنے کی اجازت دی ہے۔ اس نے محققین کو موسمیاتی تبدیلی کے مجرم کے طور پر بڑھتی ہوئی شمسی توانائی کو مسترد کرنے اور گلوبل وارمنگ میں گرین ہاؤس گیسوں کے کردار کو تسلیم کرنے کے قابل بنایا۔

اس بات کو یقینی بنانا کہ ریکارڈ ٹوٹا ہوا رہے، زمینی سائنسدانوں کے لیے انتہائی اہمیت کا حامل ہے۔ مکمل شمسی شعاع ریزی کے غیر منقطع ریکارڈ کے ساتھ، محققین شمسی سائیکل کے دوران زمین کو ملنے والی شمسی تابکاری کی مقدار میں چھوٹے اتار چڑھاو کا پتہ لگا سکتے ہیں، اور ساتھ ہی زمین کی آب و ہوا پر گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کے اثرات پر بھی زور دے سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر، پچھلے سال، NASA اور NOAA کے محققین نے اس بات کا تعین کرنے کے لیے کہ 2005 اور 2019 کے درمیان، زمین کی فضا میں باقی رہنے والی شمسی شعاعوں کی مقدار تقریباً دگنی ہو گئی۔

ہاربر نے کہا، "اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ ہم ان پیمائشوں کو جمع کرنا جاری رکھ سکتے ہیں، ہمیں آلات کو ہر ممکن حد تک موثر اور کم لاگت بنانے کی ضرورت ہے۔"

CTIM ایک پروٹوٹائپ ہے: اس کی پرواز کا مظاہرہ سائنسدانوں کو یہ تعین کرنے میں مدد کرے گا کہ آیا چھوٹے سیٹلائٹس کل شمسی شعاعوں کی پیمائش کرنے میں اتنے ہی کارآمد ثابت ہو سکتے ہیں جتنے بڑے آلات، جیسے ٹوٹل شعاع مانیٹر (TIM) آلہ جو مکمل SORCE مشن اور جاری TSIS-1 پر استعمال کیا جاتا ہے۔ بین الاقوامی خلائی اسٹیشن پر مشن۔ اگر کامیاب ہوتا ہے تو، پروٹوٹائپ مستقبل کے آلات کے لیے استعمال ہونے والے طریقوں کو آگے بڑھائے گا۔

CTIM کا ریڈی ایشن ڈیٹیکٹر ایک نئے کاربن نانوٹوب مواد سے فائدہ اٹھاتا ہے جو آنے والی روشنی کا 99.995% جذب کرتا ہے۔ یہ مکمل شمسی شعاعوں کی پیمائش کے لیے منفرد طور پر موزوں بناتا ہے۔

سیٹلائٹ کے سائز کو کم کرنے سے اس سیٹلائٹ کو کم ارتھ مدار میں تعینات کرنے کی لاگت اور پیچیدگی کم ہو جاتی ہے۔ اس سے سائنسدانوں کو فالتو آلات تیار کرنے کی اجازت ملتی ہے جو موجودہ آلے کی خرابی کی صورت میں TSI ڈیٹا ریکارڈ کو محفوظ رکھ سکتے ہیں۔

CTIM کا ناول ریڈی ایشن ڈیٹیکٹر - جسے بولومیٹر بھی کہا جاتا ہے - نیشنل انسٹی ٹیوٹ فار اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی کے محققین کے ساتھ تیار کردہ ایک نئے مواد سے فائدہ اٹھاتا ہے۔

  "یہ تھوڑا سا بہت، بہت ہی گہرا شگ قالین کی طرح لگتا ہے۔ یہ سب سے سیاہ مادہ تھا جسے انسانوں نے بنایا تھا جب اسے پہلی بار بنایا گیا تھا، اور یہ TSI کا مشاہدہ کرنے کے لیے ایک غیر معمولی طور پر مفید مواد ہے،" ہاربر نے کہا۔

سلیکون ویفر پر عمودی طور پر ترتیب دیے گئے چھوٹے کاربن نانوٹوبس سے بنا، یہ مواد تقریباً تمام روشنی کو برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے ساتھ جذب کرتا ہے۔

ایک ساتھ، CTIM کے دو بولومیٹر ایک چوتھائی کے چہرے سے کم جگہ لیتے ہیں۔ اس نے ہاربر اور اس کی ٹیم کو ایک چھوٹے سے کیوب سیٹ پلیٹ فارم سے مکمل شعاع ریزی ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لیے ایک چھوٹا سا آلہ تیار کرنے کی اجازت دی۔

ایک بہن آلہ، کومپیکٹ اسپیکٹرل شعاع مانیٹر (CSIM) نے 2019 میں سورج کی روشنی میں موجود روشنی کے بینڈوں کے اندر تغیرات کو کامیابی سے دریافت کرنے کے لیے اسی بولومیٹر کا استعمال کیا۔ مستقبل میں NASA کے مشنز CTIM اور CSIM کو شمسی تابکاری کی پیمائش اور جدا کرنے کے لیے ایک واحد کمپیکٹ ٹول میں ضم کر سکتے ہیں۔

ہاربر نے کہا، "اب ہم خود سے پوچھ رہے ہیں، 'ہم نے جو کچھ CSIM اور CTIM کے ساتھ تیار کیا ہے اسے ہم کیسے لیں گے اور انہیں ایک ساتھ مربوط کریں گے،'" ہاربر نے کہا۔

ہاربر کو توقع ہے کہ CTIM لانچ کے تقریباً ایک ماہ بعد ڈیٹا اکٹھا کرنا شروع کر دے گا، جو فی الحال 30 جون 2022 کو STP-28A پر سوار ہے، ایک خلائی فورس مشن جو ورجن آربٹ کے ذریعے انجام دیا گیا ہے۔ ایک بار جب ہاربر اور اس کے LASP ساتھی CTIM کے سولر پینلز کو کھولیں گے اور اس کے ہر ایک سب سسٹم کو چیک کریں گے، تو وہ CTIM کو فعال کر دیں گے۔ یہ ایک نازک عمل ہے، جس کے لیے مستعدی اور انتہائی نگہداشت کی ضرورت ہوتی ہے۔

ہاربر نے کہا، "ہم اپنا وقت نکالنا چاہتے ہیں اور اس بات کو یقینی بنانا چاہتے ہیں کہ ہم ان اقدامات کو سختی سے کر رہے ہیں، اور یہ کہ اس آلے کا ہر ایک جزو صحیح طریقے سے کام کر رہا ہے اس سے پہلے کہ ہم اگلے مرحلے پر جائیں،" ہاربر نے کہا۔ "صرف یہ ظاہر کرنا کہ ہم ان پیمائشوں کو کیوب سیٹ کے ساتھ جمع کر سکتے ہیں ایک بڑی بات ہوگی۔ یہ بہت خوش کن ہوگا۔"

NASA کے ارتھ سائنس ٹیکنالوجی آفس میں InVEST پروگرام کے ذریعے مالی اعانت فراہم کی گئی، CTIM نے ریاستہائے متحدہ کی اسپیس فورس STP-S28A مشن کے حصے کے طور پر Virgin Orbit کے LauncherOne راکٹ پر کیلیفورنیا میں Mojave Air and Space Port سے لانچ کیا۔

انویسٹ ٹیکنالوجی پروگرام سے ناسا کا ایک اور گریجویٹ، NACHOS-2، بھی سوار ہوگا۔ ایک NACHOS جڑواں، NACHOS-2 محکمہ توانائی کو زمین کی فضا میں گیسوں کا سراغ لگانے میں مدد کرے گا۔

گیج ٹیلر کے ذریعہ

ناسا کا ارتھ سائنس ٹیکنالوجی آفس

بینر امیج: NASA کا کمپیکٹ ٹوٹل اریڈیئنس مانیٹر (CTIM) آلہ، جو محققین کو بہتر طور پر یہ سمجھنے میں مدد کرے گا کہ شمسی توانائی زمین کے بے شمار نظاموں کو کس طرح متاثر کرتی ہے۔ کریڈٹ: ٹم ہیلیکسن / کولوراڈو یونیورسٹی، بولڈر

Courtesy: nasa.gov