ایک دن کے لیے خلاباز، سب کے لیے سستی، ممکن؟ چال (جو چال نہ ہو) کہلاتی ہے۔ پیرابولک پرواز, ایک طیارہ جو نقل کرتا ہے، اگرچہ 30 سیکنڈ کے "سیشنز" میں جو کہ متعدد بار دہرائے جاتے ہیں، بالکل وہی جو خلاباز خود کو صفر ماحول کے ساتھ محسوس کرتے ہیں۔ سائنس کے تجربات کرنے یا ہوا میں گھومنے کے لیے، ہم نے یہ کیا: یہ کیسے چلا۔
کشش ثقل
کشش ثقل طبیعیات کے چار بنیادی تعاملات میں سے ایک ہے، اور یہ ایک ایسا رجحان ہے جس کے تابع کائنات میں ہر کوئی ہے: پیدائش سے لے کر موت تک ہم اپنی پوری زندگی ایک قوت کے تابع گزارتے ہیں، کچھ طریقوں سے اب بھی پراسرار ہے، جو ہمیں گرنے والی اشیاء بناتی ہے۔ ہاتھ سے باہر، ہمیں بغیر اُڑے بستر پر لیٹنے کی اجازت دیتا ہے، اور ہماری زمین کو سورج کے گرد چکر لگانے کی اجازت دیتا ہے۔
60 کی دہائی تک کسی انسان نے اس کا تجربہ نہیں کیا تھا۔بے وزنی، پھر پہلے خلائی سفر کے ساتھ اور اس کے بعد خلاء میں پہلی تجربہ گاہوں کے ساتھ، انسانوں اور آلات کو ایسے ماحول میں لانا ممکن ہوا جہاں کشش ثقل منسوخ ہو یا تقریباً منسوخ ہو، سائنس کے لیے نئی سرحدیں کھول دیں۔
انسانی جسم پر بے وزنی کے اثرات کا مطالعہ، مثال کے طور پر، یہ سمجھنے کے لیے ضروری ہے کہ انسان خلا میں طویل عرصے تک زندہ رہ سکتا ہے یا نہیں اور اس لیے، نظریاتی طور پر، بے وزنی میں طویل سفر کے بعد نئے سیاروں کو آباد کر سکتا ہے۔ سالوں میں یہ واضح ہو گیا ہے کہ اثرات بے وزنی انسانی جسم پر ہوتی ہے۔ نوٹولیجسم کے وزن کی وجہ سے عضلات اور ہڈیاں مزید دباؤ کا شکار نہیں ہوتیں، خلا میں صرف 30 دن گزرنے کے بعد بھی بڑے پیمانے پر اور کثافت کھو دیتی ہیں، اور یہی وجہ ہے کہ بین الاقوامی خلائی اسٹیشن پر خلابازوں کو جسمانی مشقوں کے ایک بھاری طریقہ پر عمل کرنا پڑتا ہے جہاں وہ اس کی نقل کرتے ہیں۔ پٹھوں اور ہڈیوں کو شکل میں رکھنے کے لیے زمین کے حالات۔
خلائی اسٹیشن کی لیبارٹریوں میں بھی ان کا تجربہ کیا جاتا ہے۔ میڈیسنالی، مواد اور جسمانی مظاہر جس کا تجربہ صرف مائیکرو گریوٹی کی موجودگی میں کیا جا سکتا ہے۔ قدرتی طور پر خلائی مشنوں کی بہت زیادہ لاگت آئی ایس ایس پر صرف چند تجربات لانے کی اجازت دیتی ہے، لیکن درخواستیں بہت زیادہ ہیں اور اس لیے زمین پر خلا کے برابر یا مساوی حالات پیدا کرنے کا طریقہ تلاش کیا گیا ہے خلائی سفر کیے بغیر چیزوں اور لوگوں پر تجربات کرنا۔
لیکن زمین پر کوئی بھی موجود نہیں ہے۔ کشش ثقل مخالف مشینلہٰذا، ان حالات کا تجربہ کرنے کے لیے جو وہ مدار میں پائیں گے، خلابازوں اور مواد کے پاس بہت کم امکانات ہوتے ہیں: خلاباز بڑے تالابوں میں تربیت حاصل کر سکتے ہیں تاکہ ان کے اثرات کو دوبارہ تخلیق کر سکیں۔ مقامی مائکروگراوٹیلیکن تجربات اور اشیاء کے لیے یہ زیادہ پیچیدہ ہے۔
انہیں کیٹپلٹس میں رکھا جا سکتا ہے جو کسی شے کو ممکنہ حد تک اونچی جگہ پر چلاتے ہیں یا اونچے ٹاورز میں گرا دیتے ہیں: گرنے کے مرحلے کے دوران شے (یا شخص) خلا جیسی ہی حالت میں ہوتی ہے، لیکن یہ اثر بہت کم سیکنڈز تک رہتا ہے۔ 'اب بھی مسئلہ ہے اچانک کمی.
پیرابولک پرواز
اس وقت استعمال ہونے والا سب سے زیادہ عملی طریقہ یہ ہے۔ پیرابولک پروازیں خصوصی طیاروں کے ساتھ، جہاں، زوال کے مرحلے کے دوران، اس کے اندر موجود ہر چیز بالکل اسی طرح تیرتی ہے جیسے آپ خلا میں ہوں۔ جس طرح اونچی چٹان سے سمندر میں چھلانگ لگاتے ہوئے چند لمحوں کے لیے بے وزنی کا احساس ہوتا ہے، اسی طرح جہاز میں غوطہ لگانے کے دوران لوگ اور اندر کی چیزیں عملی طور پر بے وزنی. درحقیقت، ان خصوصی پروازوں کے دوران، ہوائی جہاز کبھی بھی عمودی غوطہ میں نہیں گرتا، بلکہ ایک مخصوص پیرابولا انجام دیتا ہے جہاں، ایک انتہائی مضبوط سرعت کے بعد، پیرابولا کی چوٹی سے تقریباً 30 سیکنڈ تک صفر ثقل میں تیرنا ممکن ہوتا ہے۔ اپنے آخری انجام تک، اس سے پہلے کہ ہوائی جہاز سطحی پرواز دوبارہ شروع کرے، کشش ثقل کو دوبارہ قائم کرے۔ پیرابولک فلائٹ کے دوران سائنسی تجربات کیے جا سکتے ہیں اور یہ دیکھتے ہوئے کہ ہر فلائٹ کے لیے متعدد پیرابولا (تیس) کیے جاتے ہیں، آخر میں بے وزنی کے کئی منٹ جمع کیے جا سکتے ہیں، جو سائنسی ٹیسٹوں کے لیے انمول ہیں۔
ESA کے ذریعے استعمال ہونے والی ایئربس
ESA کمپنی کا ایک ترمیم شدہ ایئربس استعمال کرتا ہے۔ نائن اسپیس اس قسم کی پرواز کے لیے، اور ہم 71ویں پیرابولک فلائٹ مہم میں خلاء بازوں کی طرح بے وزن ہونے اور تیرتے ہوئے تجربات کو دیکھ کر حصہ لینے کے قابل ہوئے۔ ایئربس پہلے استعمال ہوتی تھی۔ چانسلر میرکل کا سرکاری طیارہ، حقیقت میں اس میں صرف اندرونی طور پر ترمیم کی گئی ہے، زیادہ تر سیٹوں کو ہٹا کر اور فوسیلج کے کچھ حصے کو بغیر کھڑکی والے کارگو ایریا میں ڈھال لیا گیا ہے: بیرونی اور ایونکس کو تبدیل نہیں کیا گیا ہے اور اس کا مطلب ہے کہ، نظریاتی طور پر، کوئی ہوائی جہاز پیرابولک پرواز کی مشقیں انجام دے سکتے ہیں۔
یہ ہتھکنڈے کافی حد تک ہیں یہاں تک کہ اگر بالکل محفوظ ہیں۔ ہوائی جہاز بہت تیزی سے پیچھے ہوتا ہے اور تقریبا عمودی طور پر آسمان میں، تقریباً 50 ڈگری کے جھکاؤ کے ساتھ 1,8G تک کی مضبوط اندرونی سرعت پیدا ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ زمین پر محسوس کی جانے والی قوت سے تقریباً دوگنا اور خلائی شٹل کے آغاز کے دوران محسوس کی گئی زیادہ سے زیادہ سرعت سے قدرے کم، برابر 3G. تمثیل کے عروج کے مرحلہ شروع ہونے سے عین پہلے پہنچ گیا۔ صفر جی (اگرچہ "مائکروگراوٹی" کہنا زیادہ درست ہے کیونکہ ابھی بھی ایک چھوٹی سی بقایا سرعت ہے)، جو ہوائی جہاز کے پورے نزول تک جاری رہتی ہے، جب تک کہ یہ سطحی پرواز میں نہ اُڑ جائے۔ تقریباً ڈیڑھ منٹ کے بعد، ایک نیا پیرابولا شروع ہوتا ہے اور سائیکل شروع سے ہی اپنے آپ کو دہراتا ہے: تمام مراحل کے دوران، کپتان لاؤڈ اسپیکر کے ذریعے صفر G پر جھکاؤ کی ڈگریوں اور بقایا وقت کا اعلان کرتا ہے۔
یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ تقریباً 30 سیکنڈ میں تجربہ کیا جانے والا جسمانی مظاہر بالکل وہی ہے جیسا کہ ISS پر تجربہ کیا گیا ہے، جس میں سیالوں اور یہاں تک کہ شعلوں کا برتاؤ بھی شامل ہے: صفر G پر روشن ہونے والا میچ حقیقت میں مختلف طریقے سے برتاؤ کرتا ہے، شعلہ چھوٹا ہوتا ہے اور تقریبا کروی، درجہ حرارت زمین سے کم کے ساتھ۔ درحقیقت، یہاں تک کہ آئی ایس ایس بھی فری فال میں ہے۔ کشش ثقل کی کمی کی بات کرنا غلط ہے۔: درحقیقت یہ زمین کے گرد اسٹیشن کی سرکلر حرکت سے منسوخ ہو جاتی ہے، ایک ایسی حرکت جو اسے زمین پر گرنے سے روکتی ہے۔ اپنی پیرابولک پروازوں میں، ESA مخصوص کشش ثقل کے حالات کو دوبارہ بنانے کے قابل بھی ہے، جیسے کہ چاند یا مریخ پر پائے جانے والے، ان مشنوں کے لیے مخصوص ٹیسٹ کرنے کے لیے۔
صفر جی طیارے میں پرواز کرنا
لیکن کیا صفر جی پر اڑنے سے تکلیف ہوتی ہے؟ درحقیقت اس قسم کے پہلے طیارے کو واضح وجوہات کی بنا پر "Vomit Comet" کہا جاتا تھا، لیکن آج برا محسوس کرنا مشکل ہےدونوں دوائیوں کے لیے جو لی جا سکتی ہیں (سمندر کی بیماری کے خلاف ان کی طرح) اور تمثیلوں کے دوران بہترین پوزیشن پر مخصوص تربیت کے لیے۔ درحقیقت، اگر آپ کشش ثقل کی عدم موجودگی کے مرحلے کے مطابق تقریباً فوراً اپنا لیتے ہیں، تو مضبوط سرعت کا پچھلا مرحلہ زیادہ پریشان کن ہوتا ہے، جس میں آپ پورے جسم اور جلد کو پرتشدد طریقے سے نیچے کی طرف کھینچتے ہوئے محسوس کرتے ہیں۔
اس مرحلے میں اس کی پہلی تمثیلوں کے لیے سفارش کی جاتی ہے۔ زمین پر لیٹ جاؤ، لیکن پہلے ہی تھوڑی دیر کے بعد آپ محفوظ طریقے سے کھڑے ہوسکتے ہیں، اہم بات یہ ہے کہ گھورتے رہیں اور اپنا سر نہ ہلائیں، بصورت دیگر بے چینی کے نتیجے میں توازن کا احساس متاثر ہوسکتا ہے۔ تاہم، موافقت کافی تیز ہے اور کسی بھی صورت میں، ابتدائی سرعت سے لے کر پیرابولا کے اختتام تک ہر چیز میں صرف 1,15 منٹ لگتے ہیں۔ اس وجہ سے پیرابولک پروازیں اب بنیادی طور پر استعمال ہوتی ہیں۔ سائنسی تجربات اور وہ تقریباً اب خلابازوں کا اختیار نہیں رکھتے، جو صرف موافقت کی پروازیں کرتے ہیں، سوئمنگ پول کو ترجیح دیتے ہیں جہاں وہ دباؤ والی خلائی چہل قدمی کی طرح طویل سیشن کر سکتے ہیں۔ ہوائی جہاز اڑایا جا رہا ہے۔ تین پائلٹ بیک وقت، جن میں سے ہر ایک بنیادی پیرامیٹرز میں سے ایک کو برقرار رکھنے سے متعلق ہے (چڑھنا، غوطہ لگانا، وغیرہ) کیبن میں مسائل سے بچنے کے لیے بالکل سیدھ میں ہے۔ ایک تجسس: ESA ہوائی جہاز کے اندر صفر G پر گزارا جانے والا کل وقت کسی بھی صورت میں اس سے کہیں زیادہ ہے جو اس وقت تجربہ کیا جائے گا جب اس وقت کچھ کمپنیوں کے ذریعے تجربہ کیا جا رہا ہے، جیسے Virgin Galactic، خلائی سیاحوں کے لیے کھلا ہے۔ ان لوگوں کے لیے جو فوری طور پر کشش ثقل کے بغیر پرواز کے سنسنی کا تجربہ کرنا چاہتے ہیں۔ نائن اسپیس تمام کے لیے کھلی پروازوں کا اہتمام کرتا ہے، جس کی قیمت لگ بھگ ہے۔ 6.000 € شخص کو: آمدنی کا کچھ حصہ سائنسی تحقیقی سرگرمیوں کے لیے عطیہ کیا جاتا ہے۔
صفر جی کے ساتھ تجربہ کرنا
نواسپیس طیارے پر ممکنہ سائنسی تحقیق عملی طور پر سائنس کے کسی بھی شعبے سے متعلق ہو سکتی ہے: عام طور پر وہ عالمگیر e تحقیقی ادارے جو ایک سائنسی پراجیکٹ تیار کرتا ہے جس کو پیش کیا جائے۔ESA. اگر یہ منظور ہو جاتا ہے تو تجربہ کاروں اور ان کے آلات کو ہوائی جہاز پر رکھا جائے گا تاکہ ان کے نظریات کو عملی جامہ پہنایا جا سکے، اور ان میں سے کچھ تجربات بعد میں آئی ایس ایس پر بھی ہو سکتے ہیں۔
اس طرح کے انتہائی حالات میں تجربات کرنے کے لیے آلات کی محتاط منصوبہ بندی کی ضرورت ہوتی ہے، یہ بھی کہ تجربے کے لیے دستیاب محدود وقت کی وجہ سے: ہر چیز کو ہوائی جہاز کے لیے مضبوطی سے محفوظ کیا جانا چاہیے یا خاص ریکوں میں ہونا چاہیے، جو بدلے میں شاک پروف مواد اور فوم ربڑ سے ڈھکے ہوئے ہیں۔ نقصان یا چوٹ سے بچنے کے لیے جب چیزیں اور لوگ تیرنا بند کر دیتے ہیں تاکہ تیزی سے نارمل کشش ثقل پر واپس آ سکیں۔
تجربہ کاروں کو عام طور پر صفر جی مرحلے کے دوران فرش یا دیواروں پر ٹیپ کے ساتھ لنگر انداز کیا جاتا ہے، ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لیے ضروری پیمائش کرنے کے قابل ہونے کے لیے، آلات اور پی سی کو کسی بھی صورت میں زبردست سرعت کا سامنا کرنے کے لیے کیلیبریٹ کیا جانا چاہیے۔ پیرابولا کے ابتدائی مرحلے کا: مثال کے طور پر ہارڈ ڈسک کے سروں کے ساتھ مسائل ہو سکتے ہیں، جو خود بخود خراب ہو سکتے ہیں یا خود بخود ریسٹ پوزیشن میں آ سکتے ہیں، جس سے ڈیٹا ضائع ہو سکتا ہے، اس وجہ سے وہ تقریباً ہمیشہ استعمال ہوتے ہیں۔ ٹھوس ریاست ہارڈ ڈرائیوز بغیر کسی حرکت پذیر حصوں کے۔ دوران 71 ویں مہم حیاتیات سے لے کر کیمسٹری اور فزکس تک بہت سے مختلف تجربات کیے گئے ہیں۔ مثال کے طور پر، لوسرن یونیورسٹی نے یہ دیکھنے کے لیے ٹیسٹ کیے ہیں کہ کارٹلیج صفر کشش ثقل میں کیسے برتاؤ کرتا ہے، جب کہ زیورخ یونیورسٹی نے ریڑھ کی ہڈی کی سختی پر بے وزن ہونے کے اثرات کا جائزہ لینے کے لیے ایک تجربہ تیار کیا ہے: ایک رضاکار، ننگے دھڑ کے ساتھ زمین پر لنگر انداز۔ اور اس کی پیٹھ سے منسلک ایک ڈیوائس کے ساتھ، جہاں صفر جی کے مراحل میں ٹیسٹ کرنا ہے۔ لیون کے نیورو سائنسز کے لئے ریسرچ سینٹر جو کشش ثقل کے اثر کو جانچنا چاہتا تھا۔ فاصلے کا ادراک اشیاء اور مبصر کے درمیان، مائیکرو گریوٹی حالات میں آنکھوں پر پٹی باندھ کر تجربہ کار کے ساتھ کسی چیز کے قریب جانے کی کوشش کرنے کے لیے ایک قسم کی سلیج ترتیب دینا۔
صفر کشش ثقل میں اٹلی
اٹلی کی طرف سے نمائندگی کی گئی۔یونیورسٹی MIT کے ساتھ تعاون میں جہاں پروفیسر پاولو ڈی مارکو کی قیادت میں ٹیم نے سطحوں کی "گیلا پن" کے ساتھ تجربہ کیا، یعنی جس طرح سے ایک مائع سطح کو گیلا کرتا ہے: مثال کے طور پر، جس طرح سے ایک قطرہ سٹیل یا مکھن پر رہتا ہے، اور اس سادہ مثال میں بہت بڑی صنعتی ایپلی کیشنز ہیں، کیونکہ جس طرح سے سطح گیلے ہونے کے قابل ہوتی ہے اس کے حرارت کی منتقلی پر مضمرات ہوتے ہیں، مثال کے طور پر جوہری ری ایکٹر کولنگ سسٹم میں۔
تاہم کام کے علاوہ جہاز میں ایک علاقہ ہے جسے "مفت تیرنے والا علاقہ"، جالوں سے گھرا ہوا ایک پنجرا جہاں آپ حادثات کے خطرے کے بغیر ہوا میں تیرنے کا مزہ لے سکتے ہیں: ظاہر ہے کہ تجربہ کاروں میں سے کوئی بھی سائنسی ٹیسٹوں سے آزاد ہونے پر اسے کم از کم ایک بار آزمانے کے لالچ سے باز نہیں آتا، اور یہ ہے۔ زیادہ جرات مندانہ تجربے کے لئے ممکن ہے دیواروں پر چلنا، یا صرف ہوا میں گھومنا صرف تفریح کے لئے.
La کل مدت پرواز کی مہم، فرانس میں بورڈو بیس سے ٹیک آف سے واپسی تک، تقریباً ہے۔ تین گھنٹے اور پائلٹوں، تجربہ کاروں یا جہاز میں موجود کسی بھی شخص کے لیے، یہ ایک اصطلاح ہے کہ کسی خاص وجہ کو ذہن میں رکھیں: جہاز پر کوئی روایتی بیت الخلاء موجود نہیں ہے، آئیے کہیے، کشش ثقل کی وجوہات، ایسے حالات کے لیے صرف "ایمرجنسی ڈیوائسز" موجود ہیں جن میں واقعی تاخیر نہیں کی جا سکتی۔ . دی جسمانی ضروریات وہ کشش ثقل کے سامنے بھی نہیں دیکھتے۔
