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अंतरिक्ष अन्वेषण का क्लाइमेट फुटप्रिंट

Lokesh Pal December 17, 2024 03:39 31 0

संदर्भ 

जलवायु निगरानी और अन्य महत्त्वपूर्ण कार्यों के लिए अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों पर बढ़ती निर्भरता ने अंतरिक्ष गतिविधियों, विशेष रूप से उपग्रह हस्तक्षेप और कक्षीय अपशिष्ट के पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में चिंताएँ बढ़ा दी हैं।

पृष्ठभूमि

  • यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के अनुसार, सितंबर 2024 तक, वर्ष 1957 से अब तक लगभग 6,740 रॉकेट लॉन्च हुए हैं, जिन्होंने 19,590 उपग्रहों को कक्षा में स्थापित किया है। 
    • लगभग 13,230 अभी भी अंतरिक्ष में हैं और उनमें से 10,200 अभी भी कार्यरत हैं।

क्लाइमेट फुटप्रिंट

  • ‘क्लाइमेट फुटप्रिंट’ मानवीय गतिविधियों के परिणामस्वरूप वायुमंडल में उत्सर्जित ग्रीनहाउस गैसों (GHG) की कुल मात्रा को संदर्भित करता है।
  • यह इस बात की माप है कि कोई विशेष गतिविधि, उत्पाद या संगठन ग्लोबल वार्मिंग और जलवायु परिवर्तन में कितना योगदान देता है।

क्लाइमेट फुटप्रिंट को कम करने में अंतरिक्ष एजेंसियों के प्रयास

  • नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन, यूएसए और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) के पास लगातार मिशन और बड़े पैमाने पर संचालन के कारण बड़े उत्सर्जन हैं। 
    • नासा पुनः प्रयोज्य रॉकेटों पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, जैसे कि स्पेसएक्स सहयोग।
    • ESA जलवायु निगरानी से संबंधित उपग्रह मिशनों को क्रियान्वित कर रहा है। जैसे कि कॉपरनिकस कार्यक्रम।
  • जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (JAXA): GOSAT (ग्रीनहाउस गैसों का अवलोकन करने वाला उपग्रह) जैसे JAXA के पृथ्वी अवलोकन उपग्रह जलवायु निगरानी और जलवायु परिवर्तन से निपटने में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
    • ग्रीनहाउस गैसों का अवलोकन करने वाला उपग्रह (GOSAT) विश्व का पहला अंतरिक्ष यान है, जो दो प्रमुख ग्रीनहाउस गैसों कार्बन डाइऑक्साइड और मेथेन की सांद्रता को मापता है।
  • इसरो का फुटप्रिंट कम है, लेकिन अंतरिक्ष गतिविधियों के विस्तार के कारण उत्सर्जन बढ़ रहा है।
    • यह भविष्य के रॉकेट और उपग्रह प्रणोदन प्रणालियों में उपयोग के लिए हरित प्रणोदक विकसित कर रहा है।

अंतरिक्ष गतिविधियों का पर्यावरणीय प्रभाव

  • ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन: प्रत्येक रॉकेट लॉन्च कार्बन डाइऑक्साइड, ब्लैक कार्बन और जल वाष्प उत्सर्जित करता है, जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है।
  • ब्लैक कार्बन की भूमिका: ब्लैक कार्बन, कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 500 गुना अधिक प्रभावी ढंग से सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है, जो वार्मिंग प्रभाव को काफी हद तक बढ़ाता है।
  • बढ़ते वाणिज्यिक प्रक्षेपण: रॉकेट लॉन्च की बढ़ती आवृत्ति इन उत्सर्जनों को तीव्र करती है, जिससे जलवायु पर उनका संचयी प्रभाव और भी बढ़ जाता है।
  • ओजोन परत का क्षरण: रॉकेट प्रणोदक, विशेष रूप से क्लोरीन आधारित रसायनों का उपयोग करने वाले, उच्च ऊँचाई पर ओजोन परत को नष्ट करते हैं, जिससे पृथ्वी पर पराबैंगनी विकिरण का जोखिम बढ़ जाता है।
    • ओजोन क्षरण वायुमंडलीय परिसंचरण को प्रभावित करता है, जो वैश्विक जलवायु परिवर्तनों में योगदान देता है।
  • हानिकारक उपग्रह अपशिष्ट: जब उपग्रह अपने मिशन के अंत में वायुमंडल में नष्ट होते हैं, तो वे मध्य वायुमंडलीय परतों में “उपग्रह राख” उत्सर्जित करते हैं।
    • यह धातु राख वायुमंडलीय संरचना को बाधित कर सकती है और जलवायु पैटर्न को बदल सकती है।
    • उपग्रह उत्पादन और संचालन का कार्बन फुटप्रिंट।
  • ऊर्जा-गहन विनिर्माण: उपग्रह उत्पादन में ऊर्जा-आधिक्य प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, जिनमें धातुओं और मिश्रित सामग्रियों की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप महत्त्वपूर्ण कार्बन उत्सर्जन होता है।
  • कक्षा में उत्सर्जन: उपग्रह प्रणोदन प्रणाली स्थान और अभिविन्यास को समायोजित करते समय गैसों का उत्सर्जन करती है, जिससे वायुमंडलीय प्रदूषण बढ़ता है।
  • अंतरिक्ष खनन के साथ भविष्य की चिंताएँ: अंतरिक्ष खनन, जैसे कि क्षुद्रग्रहों से खनिज निष्कर्षण, अंतरिक्ष और पृथ्वी दोनों पर तीव्र औद्योगिक गतिविधियों को जन्म दे सकता है।
    • हालाँकि यह अभी तक प्रारंभ नहीं हुआ है, लेकिन भविष्य में अंतरिक्ष खनन के गंभीर पारिस्थितिकी परिणाम हो सकते हैं।

कक्षीय अपशिष्ट

  • परिभाषा: कक्षीय या अंतरिक्ष अपशिष्ट में निष्क्रिय उपग्रह, समाप्त हो चुके रॉकेट चरण, तथा पृथ्वी की निचली कक्षा (LEO) में उपग्रह के विखंडन से बचे हुए टुकड़े शामिल हैं।
  • समस्या का पैमाना
    • विखंडन घटनाएँ: 650 से अधिक विखंडन घटनाएँ (विखंडन, विस्फोट और टकराव) दर्ज की गई हैं।
    • अंतरिक्ष वस्तुओं का द्रव्यमान: कक्षा में सभी वस्तुओं का कुल द्रव्यमान 13,000 टन से अधिक है।
    • उच्च गति: यह अपशिष्ट 29,000 किलोमीटर/घंटा तक की गति से यात्रा कर सकता है, जिससे छोटे टुकड़े भी अत्यधिक विनाशकारी हो सकते हैं।
  • सीमित संसाधन के रूप में कक्षीय अंतरिक्ष
    • अंतरिक्ष में प्रदूषण: कक्षा में अनावश्यक उपग्रह अपशिष्ट स्थान घेरते हैं, जो पृथ्वी पर होने वाले प्रदूषण के समान ही प्रदूषण का एक रूप है।
    • जोखिम प्रवर्धन: गैर-कार्यात्मक वस्तुओं की बढ़ती संख्या संघर्ष की संभावना को बढ़ाती है, जिससे एक व्यापक प्रभाव में अधिक अपशिष्ट का निर्माण होता है।
  • उपग्रहों और अंतरिक्ष मिशनों के लिए जोखिम
    • उपग्रह क्षति: उच्च टकराव, संचार, नेविगेशन और जलवायु निगरानी के लिए महत्त्वपूर्ण उपग्रह घटकों को नष्ट कर सकता है।
    • बढ़ी हुई लागत: ऑपरेटरों को परिरक्षण प्रौद्योगिकियों में निवेश करना चाहिए।
      • टकराव से बचने के लिए युद्धाभ्यास की आवश्यकता होती है, जिससे मिशन संबंधी व्यय में वृद्धि होती है।
    • अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS) के लिए खतरा: ISS अपशिष्ट से टकराव से बचने के लिए प्रायः अपनी कक्षा को समायोजित करता है, जो मानव मिशनों के लिए जोखिमों को उजागर करता है।
  • वैज्ञानिक डेटा संग्रह में हस्तक्षेप
    • पृथ्वी अवलोकन पर प्रभाव: कक्षीय अपशिष्ट आपदा ट्रैकिंग, मौसम निगरानी और अन्य पृथ्वी-संबंधी अवलोकनों के लिए डेटा संग्रह में बाधा उत्पन्न करता है।
    • रेडियो सिग्नल व्यवधान: यह अपशिष्ट, रेडियो तरंगों में बाधा डाल सकता है, जिससे वैज्ञानिक अध्ययनों की दक्षता में बाधा उत्पन्न होती है।

भारत तथा सतत् अंतरिक्ष

  • वर्ष 2030 तक अपशिष्ट मुक्त अंतरिक्ष मिशन (Debris Free Space Missions- DFSM): भारत का लक्ष्य अपने अंतरिक्ष मिशनों से अपशिष्ट को हटाना है, जिससे दीर्घकालिक अंतरिक्ष स्थिरता में योगदान मिलेगा।
  • उपग्रहों के लिए जीवन-अंत प्रोटोकॉल: ISRO यह सुनिश्चित करता है कि उपग्रहों को नियंत्रित पुनःप्रवेश के लिए निम्न कक्षाओं में ले जाया जाए या मिशन पूरा होने के बाद उन्हें GEO क्षेत्र से पर्याप्त ऊपर स्थित ग्रेवयार्ड कक्षाओं में ले जाया जाए, ताकि वे अपशिष्ट  बनने से बच सकें।
  • अंतरराष्ट्रीय दिशा-निर्देशों का अनुपालन: भारत संयुक्त राष्ट्र के अंतरिक्ष अपशिष्ट शमन दिशा-निर्देशों और अंतर-एजेंसी अंतरिक्ष अपशिष्ट समन्वय समिति (Inter Agency Space Debris Coordination Committee-IADC) के अंतरिक्ष अपशिष्ट उपायों के साथ संरेखित है, जिससे उत्तरदायी अंतरिक्ष संचालन और इसकी अंतरिक्ष गतिविधियों की दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित होती है।
    • यह अंतरिक्ष यातायात प्रबंधन और अपशिष्ट में कमी लाने के प्रयासों को बढ़ाने के लिए COPUOS जैसे अंतरराष्ट्रीय ढाँचे में सक्रिय रूप से भाग लेता है।

अंतरिक्ष क्षेत्र की स्थिरता में बाधाएँ

  • स्पष्ट दिशा-निर्देशों का अभाव: अंतरिक्ष क्षेत्र में उत्सर्जन को नियंत्रित करने और अपशिष्ट का प्रबंधन करने के लिए व्यापक अंतरराष्ट्रीय विनियमनों का अभाव है।
    • मानकों के बिना, रॉकेट और उपग्रहों से होने वाले उत्सर्जन के वैश्विक तापमान में वृद्धि में योगदान देने वाले कारकों की अनदेखी की जा सकती है।
  • वैश्विक समझौतों से बाहर: अंतरिक्ष गतिविधियाँ, वर्तमान में पेरिस समझौते जैसे अंतरराष्ट्रीय स्थिरता साधनों से बाहर हैं।
    • निम्न पृथ्वी कक्षा (LEO) में अत्यधिक व्यस्तता: LEO में उपग्रहों और अपशिष्ट की बढ़ती संख्या टकराव के जोखिम को बढ़ाती है, जिससे मिशन अधिक महंगे और जटिल हो जाते हैं।
    • भीड़भाड़ के कारण साझा वैश्विक संसाधन के रूप में अंतरिक्ष की क्षमता कम हो जाती है तथा समतामूलक पहुँच सीमित हो जाती है।
  • अपर्याप्त अंतरराष्ट्रीय सहयोग: बाध्यकारी और लागू करने योग्य स्थिरता मानकों को स्थापित करने के लिए बाह्य अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग पर समिति (COPUOS) जैसे संगठनों के माध्यम से सहयोग आवश्यक है।
    • एकीकृत कार्रवाई के बिना, अंतरिक्ष में स्थिरता संबंधी चुनौतियाँ अनसुलझी बनी हुई हैं।
      • बाह्य अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग पर समिति (COPUOS) एक संयुक्त राष्ट्र निकाय है, जिसकी स्थापना वर्ष 1959 में बाहरी अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग में अंतरराष्ट्रीय सहयोग को बढ़ावा देने के लिए की गई थी।
  • बाह्य अंतरिक्ष संधि (वर्ष 1967) के गैर-बाध्यकारी प्रावधान: बाह्य अंतरिक्ष संधि अंतरिक्ष के जिम्मेदार उपयोग को बढ़ावा देती है, लेकिन इसमें पर्यावरण संबंधी चिंताओं को दूर करने के लिए बाध्यकारी प्रावधानों का अभाव है।
    • बाह्य अंतरिक्ष संधि अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष कानून की नींव के रूप में कार्य करती है, जो बाह्य अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग को बढ़ावा देती है तथा अंतरिक्ष में हथियारों की स्थापना पर प्रतिबंध लगाती है।

अंतरिक्ष अन्वेषण को अधिक सतत बनाने के उपाय

  • पुन: प्रयोज्य रॉकेटों को अपनाना: स्पेसएक्स तथा ब्लू ओरिजिन जैसे पुन: प्रयोज्य रॉकेट विनिर्माण अपशिष्ट को कम करते हैं तथा रॉकेट घटकों के कई उपयोगों को सक्षम करके लागत को कम करते हैं।
    • हालाँकि, इससे जुड़ी चुनौतियाँ निम्नलिखित हैं:
      • भारी पुन: प्रयोज्य घटकों से ईंधन की खपत बढ़ जाती है।
      • उच्च-कक्षा मिशनों के लिए सीमित प्रयोज्यता
      • टूट-फूट के कारण महंगे नवीनीकरण की आवश्यकता होती है, जिससे मापनीयता एक चुनौती बन जाती है।
  • तरल हाइड्रोजन और/या जैव ईंधन जैसे स्वच्छ ईंधन की ओर संक्रमण: तरल हाइड्रोजन और जैव ईंधन जैसे स्वच्छ विकल्प प्रक्षेपण के दौरान हानिकारक उत्सर्जन को कम कर सकते हैं।
    • हालाँकि, हाइड्रोजन उत्पादन गैर-नवीकरणीय ऊर्जा पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिससे इसके पर्यावरणीय लाभ नकार दिए जाते हैं।
    • क्रायोजेनिक ईंधन, हालाँकि कुशल हैं, महंगे हैं तथा उन्हें प्रबंधित करना जटिल है, जिससे छोटे ऑपरेटरों तक उनकी पहुँच सीमित हो जाती है।
    • इलेक्ट्रिक प्रणोदन कम उत्सर्जन वाला विकल्प प्रदान करता है, जो कक्षा में अभ्यास के लिए आदर्श है।
      • हालाँकि, इसका कम प्रणोद इसे कक्षा में कार्य करने जैसे विशिष्ट मिशनों तक ही सीमित रखता है।
  • बायोडिग्रेडेबल सैटेलाइट सामग्रियों का उपयोग: बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों से उपग्रहों को डिजाइन करने से पुनः प्रवेश के दौरान प्राकृतिक विघटन की अनुमति देकर दीर्घकालिक अपशिष्ट के संचय को रोका जा सकता है।
    • हालाँकि, वर्तमान सामग्रियों में चरम अंतरिक्ष स्थितियों के लिए आवश्यक स्थायित्व का अभाव है।
      • उच्च विकास लागत तथा सीमित स्वीकृति के कारण प्रगति धीमी हो जाती है।
  • स्वायत्त अपशिष्ट हटाने (Autonomous Debris Removal- ADR)  से संबंधित प्रौद्योगिकियों की तैनाती: रोबोटिक भुजाएँ और लेजर प्रणालियाँ कक्षीय अपशिष्ट को साफ करने में मदद कर सकती हैं।
    • चुनौतियाँ: उच्च परिचालन लागत और कानूनी एवं नियामक अनिश्चितता सुरक्षित एवं व्यापक क्रियान्वयन में बाधा डालती है।
  • वैश्विक यातायात प्रणाली की स्थापना: उपग्रहों तथा अपशिष्ट की वास्तविक समय निगरानी के लिए एक वैश्विक प्रणाली कक्षा के उपयोग को अनुकूलित कर सकती है और टकराव को कम कर सकती है।
    • हालाँकि, सुरक्षा और वाणिज्यिक चिंताओं सहित अन्य कारणों से डेटा साझा करने का विरोध तथा एकीकृत अंतरराष्ट्रीय प्राधिकरण की कमी इसकी स्थापना में बाधा उत्पन्न करती है।
  • वैश्विक सहयोग: इस संदर्भ में लागू करने योग्य मानक बनाने के लिए बाह्य अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग पर समिति (Committee on the Peaceful Use of Outer Space-COPUOS) जैसे निकायों के माध्यम से अंतरराष्ट्रीय सहयोग आवश्यक है।

आगे की राह 

  • अंतरराष्ट्रीय सहयोग: COPUOS जैसे निकायों के माध्यम से बाध्यकारी समझौते उत्सर्जन सीमा, अपशिष्ट को कम करने के उपाय और डेटा-साझाकरण प्रोटोकॉल को मानकीकृत कर सकते हैं।
  • हरित प्रौद्योगिकियों को प्राथमिकता देना: सरकारें और निजी संस्थाएँ निम्नलिखित पर वित्तपोषण केंद्रित कर सकती हैं:
    • उन्नत प्रणोदन प्रणालियाँ।
    • ADR प्रौद्योगिकियाँ।
    • बायोडिग्रेडेबल उपग्रह सामग्री।
  • सतत प्रथाओं के लिए प्रोत्साहन: वित्तीय पुरस्कार, सब्सिडी या दंड निजी अभिकर्त्ताओं को सतत प्रौद्योगिकियों और प्रथाओं को अपनाने के लिए प्रेरित कर सकते हैं।

निष्कर्ष

अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी जलवायु निगरानी और आपदा प्रबंधन में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाती है। हालाँकि, पृथ्वी के वायुमंडल और बाहरी अंतरिक्ष दोनों के लिए बढ़ती पर्यावरणीय लागतों पर तत्काल ध्यान देने और समन्वित वैश्विक कार्रवाई की आवश्यकता है।

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