28 फरवरी, 2023

चंद्रमा की सतह और उपसतह के तापमान को कई आश्रित मापदंडों की एक जटिल परस्पर क्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है और इसलिए स्थानीय और क्षेत्रीय दोनों पैमानों पर एक महत्वपूर्ण भिन्नता प्रदर्शित होती है। चंद्रमा की इन तापमान भिन्नताओं और ताप-भौतिकी अभिलक्षणों का ज्ञान इसकी वैज्ञानिक समझ (भूभौतिकीय विशेषता और तापीय विकास) के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू है। इस तरह की जानकारी भविष्य में यथास्थित प्रयोगों की योजना बनाने, संसाधन उपयोग और यहां तक कि चंद्रमा की मानव खोज के लिए भी आवश्यक है।

भौतिक अनुसंधान प्रयोगशाला (पी.आर.एल.), अहमदाबाद के वैज्ञानिकों ने चंद्रमा के लिए अपनी सतह और उप-सतह के तापमान को प्राप्त करने के लिए एक व्यापक त्रि-आयामी ताप-भौतिकी मॉडल का निर्माण किया। इस मॉडल की एक अनूठी विशेषता चंद्रमा पर किसी भी स्थान की वास्तविक स्थलाकृति का उपयोग करके तीन आयामों में पार्श्व गर्मी परिवहन के लिए खाते की क्षमता है ताकि किसी भी पैमाने पर इसकी वास्तविक सतह और उपसतह तापमान (कुछ सेंमी से कई किलोमीटर तक) की गणना की जा सके। ऐसा मॉडल आज तक उपलब्ध नहीं है। मॉडल सबसे वास्तविक परिदृश्य का प्रतिनिधित्व करने के लिए चंद्र सतह और उपसतह के तापमान और ताप-भौतिकी मापदंडों को प्राप्त करने के लिए सभी प्रशंसनीय स्थितियों और मापदंडों पर विचार करता है। मॉडल परिणाम प्रयोगशाला प्रयोगों के साथ अच्छी तरह से तुलना करते हैं और अपोलो यथास्थित मापन का उपयोग करके मान्य होते हैं।

चित्र 1. एक लघु 100 वर्ग मीटर के लिए मॉडल व्युत्पन्न सतह तापमान को दर्शाने वाली छवि। चंद्रमा की शाम के समय (21.5 पृथ्वी दिवस) के दौरान अपोलो 17 लैंडिंग साइट का क्षेत्र। मॉडल द्वारा अनुमानित क्षेत्र के भीतर एक विपरीत तापमान भिन्नता (T = ~ 300 k) इसकी अनूठी क्षमता दर्शाती है, जो अभी तक ज्ञात नहीं थी।

मॉडल की क्षमता को क्षेत्रीय और स्थानीय दोनों पैमानों पर अपोलो 17 लैंडिंग साइट के एक छोटे से क्षेत्र के ताप-भौतिकी व्यवहार को प्राप्त करके प्रदर्शित किया जाता है (चित्र 1)। इस कार्य में चंद्र विज्ञान और अन्वेषण दोनों पहलुओं के लिए कई अनुप्रयोग हैं। कुछ को सूचीबद्ध करने के लिए, इसका उपयोग बाहरी छिद्र/धूल की परत की प्रकृति को बाधित करने के लिए किया जा सकता है। उप-सतह ऊष्मा प्रसार की मॉडल गणनाओं के साथ संयुक्त वैश्विक पैमाने पर इस सतही परत की प्रकृति का ज्ञान सौर आतपन के प्रभाव को दर्शाने वाली उप-सतह सीमा का अनुमान लगाने में मदद कर सकता है। यह चंद्रमा पर भविष्य के भूभौतिकीय प्रयोगों के लू प्रवाह जांच की प्रस्तरण की गहराई की योजना बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण इनपुट है। सुदूर प्रेक्षणों और सैद्धांतिक मॉडलिंग के आधार पर चंद्र लू प्रवाह मान के निर्धारण में इस जानकारी का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। किसी भी जटिल स्थलाकृति को आयातित करने के लिए मॉडल की अनूठी क्षमता चंद्रमा पर अपनी स्थानीय ताप-भौतिकी को समझने के लिए अभिरुचि की किसी भी साइट के लिए ताप-भौतिक व्यवहार की व्युत्पत्ति की सुविधा प्रदान करती है जिसका ध्रुवीय जल-बर्फ पूर्वेक्षण अध्ययन और यथास्थित संसाधन उपयोग पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, प्रयोगशाला मापों के संयोजन में मॉडल भविष्य के चंद्रयान-3 लैंडर पर चेस्ट प्रयोग जैसे यथास्थित प्रयोगों से लाए गए डेटा की व्याख्या करने में मदद करेगा। यह मॉडल चंद्रमा पर किसी भी स्थान के स्थानीय तापीय वातावरण को समझने में भी मदद करेगा जो भविष्य के मानव अन्वेषण और चंद्र बस्ती के लिए एक आवश्यक पहलू है। महत्वपूर्ण रूप से, चंद्रमा की खोज में हाल ही में नवीनीकृत अभिरुचि और मनुष्यों को चंद्रमा पर वापस भेजने के योजनाबद्ध प्रयासों को देखते हुए यह कार्य महत्वपूर्ण हो जाता है।

संदर्भ:

दूर्गा प्रसाद, के., राय, वी. के., एंड मूर्ति, एस.वी.एस.(2022). A comprehensive 3D thermophysical model of the lunar surface, Earth and Space Science, 9, e2021EA001968. https://doi.org/10.1029/2021EA001968