مریخ پر انسانی آبادی: رہائش، آکسیجن اور اڈے کی زندگی

ایسا اڈہ جو ابھی کسی نے نہیں بنایا

مریخ پر انسانی آبادی کا کوئی اڈہ ابھی موجود نہیں۔ اس نمائش میں چھوٹا اڈہ اصل جسامت میں ہے، جس میں کھڑے انسان کی آنکھ کی بلندی، 1.6 m، سے چلا جا سکتا ہے۔ مستقبل کی تصویروں میں عموماً گنبد، روور اور سرخ آسمان ہوتے ہیں، مگر چیزوں کی جسامت، درمیانی فاصلے اور وہاں چلنے کا احساس کم ہی بتایا جاتا ہے۔

سب سے اہم بات یہ ہے کہ یہ اڈہ حقیقی نہیں۔ مریخ پر کوئی عملہ نہیں اترا، NASA نے بھی مریخی رہائش کا آخری ڈیزائن نہیں چنا۔ اس نے مطالعات شائع کیے ہیں۔ Mars Design Reference Architecture 5.0 (2009) میں سطح پر تقریباً 500 دن کا طویل قیام، عملے سے پہلے سامان، مریخی ہوا سے آکسیجن اور لمبے سفر کے لیے دباؤ والا روور ہے۔ NASA کے 2023 کے Mars Surface Habitat تصور میں بڑے دباؤ والے روور میں رہنے کے متبادل کے طور پر الگ گھر اور کھلی زمینی گاڑی دیکھی گئی ہے۔ ماڈل کے بنیادی حصے ان مطالعات سے ہیں۔ جسامت، ترتیب اور رنگ ماڈل کے لیے چنے گئے۔

اسکرین کے اعداد الگ معاملہ ہیں۔ کشش ثقل، ہوا کا دباؤ، درجہ حرارت، دن کا دورانیہ، افق کا فاصلہ اور ریڈیو پیغام کی تاخیر NASA کے ڈیٹا سے ہیں۔ نیچے ہر ایک کا حساب ہے۔

رہائش ہوابند کمرے کے پیچھے ٹانگوں پر کیوں ہے

ماڈل میں رہائش گول، 8 m چوڑی اور چھ ٹانگوں پر ہے، فرش زمین سے 1.3 m بلند۔ فرش اونچا رکھنے کی وجہ NASA کے 2009 کے منصوبے میں اسے پہنچانے کا طریقہ ہے: زمین پر جوڑنے کے بجائے اپنے لینڈر پر تیار آتا ہے۔ بلندی مریخی گرد سے بھی مدد دیتی ہے، جو ہوا میں اڑ کر سطح پر رکھی چیزوں کے ساتھ جمع ہو سکتی ہے۔

جنوب میں چھوٹی نلکی نکلی ہے، یہی ہوابند کمرہ ہے۔ عملہ اندر کا دروازہ بند کر کے ہوا واپس رہائش میں پمپ کرتا، پھر بیرونی دروازہ کھولتا ہے۔ اس کے بغیر ہر بار باہر نکلنے پر پورے کمرے کی ہوا خلا میں جائے گی۔ جس سیارے پر سانس کی ساری ہوا بنانا یا لانا ہو، وہاں یہ اہم ہے۔

مشرق میں کھڑا دباؤ والا روور دوسرا راستہ دکھاتا ہے۔ پچھلی دیوار پر دو سوٹ پورٹ، وہ حلقے ہیں جن سے سوٹ باہر سے جڑتا ہے۔ فرد کیبن کے اندر سے سوٹ کی پشت کے راستے داخل ہو کر باہر الگ ہو جاتا ہے، گرد والا سوٹ باہر رہتا ہے۔ کم ہوا کھو کر وہی مسئلہ حل کرتے ہیں، اسی لیے ماڈل میں ہیں۔

کمزور دھوپ میں شمسی پینل

مریخ کا اوسط شمسی فاصلہ زمین کا تقریباً 1.52 گنا ہے۔ روشنی فاصلے کے مربع کے ساتھ پھیلتی ہے، اس لیے ہر مربع میٹر کو کم ملتی ہے۔ NASA کی مریخی معلومات میں اوسط فاصلے پر 586.2 W/m²، زمین کے لیے 1,361 W/m² ہے۔ یعنی 586.2 / 1,361 = 0.43، یا 43%۔

ماڈل میں تین قطاروں کے 15 پینل دوپہر کے سورج کی طرف جھکے ہیں۔ یہ فرضی مقام خط استوا سے 22° شمال ہے، اس لیے دوپہر میں سورج جنوب میں ہوتا ہے۔ گرد بھی مسئلہ ہے۔ شیشے پر بیٹھ کر طاقت گھٹاتی ہے، جب تک ہوا یا عملہ صاف نہ کرے۔ برسوں میں مریخ کے شمسی لینڈر اس طرح طاقت کھوتے رہے ہیں۔

ماڈل شمسی توانائی دکھاتا ہے کیونکہ اسے دیکھنا اور اس کے گرد چلنا آسان ہے۔ NASA کے 2009 کے بنیادی منصوبے میں اصل ترجیح جوہری انشقاق تھی، کیونکہ ری ایکٹر رات اور گرد کے طوفان میں مستقل طاقت دیتا ہے، اور آکسیجن بنانا بہت بجلی لیتا ہے۔ حقیقی اڈہ ایک یا دونوں لے سکتا ہے۔

Perseverance پر MOXIE نے کیا دکھایا

NASA کی معلومات کے مطابق مریخی ہوا حجم میں 95.1% کاربن ڈائی آکسائیڈ ہے، آکسیجن صرف 0.16%۔ سانس کے لیے بیکار ہے، مگر کاربن ڈائی آکسائیڈ میں آکسیجن موجود ہے۔ CO₂ کے سالمے توڑنے سے آکسیجن اور کاربن مونو آکسائیڈ ملتے ہیں۔

NASA نے مریخ پر MOXIE، Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment، سے آزمایا، جسے Perseverance لایا تھا۔ NASA اسے تقریباً مائیکروویو اوون جتنا کہتا ہے۔ یہ مریخی ہوا کھینچ کر دباتا اور برقی کیمیائی طریقے سے ہر CO₂ سے ایک آکسیجن ایٹم نکالتا تھا۔ 2021 کی لینڈنگ اور 7 اگست 2023 کی آخری بار کے درمیان 16 بار آکسیجن بنائی۔ NASA کے اعداد یہ ہیں:

• کل 122 g، چھوٹے کتے کی تقریباً 10 گھنٹے کی سانس کے برابر۔
• بہترین شرح گھنٹے میں 12 g، NASA کے ابتدائی ہدف کی دوگنی۔
• خالص پن 98% یا بہتر۔
• 16ویں، آخری بار 9.8 g آکسیجن۔

MOXIE صرف مظاہرہ تھا۔ NASA کے مطابق اگلا قدم مکمل پیمانے کا نظام ہے جو آکسیجن کو مائع بنا کر ذخیرہ بھی کرے۔ منصوبوں میں بیشتر آکسیجن عملے کو مریخ سے اٹھانے والے راکٹ کا پروپیلنٹ ہے۔ ماڈل کا کارخانہ اسی مکمل نظام کی علامت ہے۔ اندر سنہرا ڈبہ MOXIE کی یاد، ساتھ سفید دو گولے ذخیرے کے ٹینک ہیں۔

0.38 g میں چلنا اور کودنا

NASA کی معلومات میں مریخ کی اوسط سطحی کشش 3.73 m/s²، زمین کی 9.82 m/s² ہے۔ 3.73 / 9.82 = 0.38، اس لیے وزن زمینی وزن کا 38% ہے۔ کمیت نہیں بدلتی، اس لیے حرکت شروع اور بند کرنے کو وہی کوشش لگتی ہے۔

چھلانگ کا بٹن آغاز کی رفتار 2.0 m/s دیتا ہے، ایک ہلکی چھلانگ۔ کشش g کے خلاف اٹھنے میں بلندی h = v² / 2g، ہوا میں وقت t = 2v / g:

• مریخ پر: h = 2.0² / (2 × 3.73) = 4 / 7.46 = 0.54 m، اور t = 2 × 2.0 / 3.73 = 1.07 s۔
• زمین پر: h = 4 / (2 × 9.82) = 0.20 m، اور t = 4 / 9.82 = 0.41 s۔

بلندی کا فرق 9.82 / 3.73 = 2.63 گنا ہے۔ کنٹرول میں زمینی کشش چلا کر پھر کودیں۔ بائیں اوپر آخری چھلانگ کی بلندی اور ہوا میں وقت آتا ہے۔ فریم چوٹی سے گزر بھی جائے تو ماڈل اسے درست ناپتا ہے۔ مگر حقیقی سوٹ بہت کمیت بڑھاتا ہے؛ وہی ٹانگیں سوٹ والے فرد کو سست اٹھائیں گی۔ ماڈل سوٹ کو چھوڑ دیتا ہے۔

پتلی سرد ہوا اور قدرے لمبا دن

رہائش کے پاس موسمی کھمبا مریخی لینڈروں کے اسٹیشن کی علامت ہے۔ نتائج بائیں اوپر کے ڈبے میں ہیں۔

• دباؤ۔ اوسط نصف قطر پر 6.36 mb (6.36 hPa)، موسموں میں 4.0 سے 8.7 mb ہے۔ زمین پر سطح سمندر 1,013 hPa، مریخ تقریباً 0.6% ہے۔ بغیر تحفظ جسم کے سیال اس دباؤ میں ابلنے لگیں گے، اس لیے سوٹ اور دباؤ والے کمرے لازمی ہیں۔
• درجہ حرارت۔ Viking 1 کے مقام پر فجر سے پہلے تقریباً −89 °C سے دوپہر کے بعد −31 °C تھا۔ معلومات میں سیاروی اوسط تقریباً −59 °C ہے۔ وقت کا سلائیڈر ماڈل میں Viking 1 کی حدوں کے درمیان سادہ یومیہ منحنی لیتا ہے۔
• دن کا دورانیہ۔ مریخی شمسی دن، سول، 24.6597 گھنٹے، یعنی 24 h 39 min 35 s ہے۔ مہم کی ٹیمیں اسے 24 «مریخی گھنٹوں» میں بانٹتی ہیں، ہر ایک 24.6597 / 24 = 1.0275 زمینی گھنٹے، یا تقریباً 61.65 منٹ۔ معلومات کی گھڑی یہی گھنٹے لیتی ہے۔

غروب پر آسمان نیلا کیوں ہوتا ہے

دن کی روور تصاویر میں آسمان ٹافی یا زنگ کے رنگ کا ہے۔ غروب پر سورج کے آس پاس نیلا ہوتا ہے۔ NASA کے Curiosity نے Gale سے 15 اپریل 2015، اپنے 956ویں سول، کو تصویر لی۔

NASA کی تصویر کی وضاحت (PIA19400) وجہ بتاتی ہے۔ مریخی گرد کے باریک ذرے لمبی طول موج کی نسبت نیلی روشنی کو فضا سے آسانی سے گزار دیتے ہیں۔ نیلا حصہ اس لیے سورج کی سمت کے پاس رہتا ہے۔ زرد اور سرخ سارا آسمان بکھرتے ہیں۔ دن میں گرد کا زنگی رنگ بھر جاتا ہے، غروب میں روشنی زیادہ ہوا پار کرے تو سورج کے پاس نیلا نمایاں ہوتا ہے۔

ماڈل کا چھوٹا شیڈر اسی وضاحت پر آسمان رنگتا ہے۔ بیشتر گنبد گرد کے رنگ کا، افق کے پاس روشن ہے۔ سورج کے گرد ہالہ بنتا ہے۔ سورج نیچا ہو تو ہالہ ہلکے زرد سے نیلا، دور کا آسمان بھورا اور تاریک ہوتا ہے۔ وقت تقریباً 17:50 کر کے مغرب دیکھیں۔

افق کتنا دور ہے

مریخ زمین سے چھوٹا گولا ہے، اس لیے سطح جلد نیچے مڑتی ہے۔ R نصف قطر کے گولے سے h اونچی آنکھ کے لیے افق d = √(2Rh + h²) ہے۔ NASA کا حجمی اوسط نصف قطر R = 3,389.5 km، آنکھ h = 1.6 m ہو تو:

• d = √(2 × 3,389,500 × 1.6 + 1.6²) = √10,846,402.56 = 3,293 m، تقریباً 3.3 km۔
• زمین پر (R = 6,371 km) اسی آنکھ کو تقریباً 4,515 m، یا 4.5 km دکھتا ہے۔
• چاند پر (R = 1,737.4 km) تقریباً 2,358 m ہے۔

ماڈل کی زمین ایک جال ہے جو چپٹے میدان سے x² / 2R نیچے جاتی ہے، افق فارمولے کی جگہ پر ہے۔ 1 سے 3 km دور نیچی چپٹی پہاڑیاں اس کے اوپر اٹھتی ہیں۔

زمین سے تاخیر کے ساتھ بات

ریڈیو روشنی کی رفتار، 299,792.458 km/s، سے چلتا ہے۔ NASA کے مطابق زمین اور مریخ کا فاصلہ 5.46 سے 40.14 کروڑ km ہے۔ فاصلے کو روشنی کی رفتار سے تقسیم کرنے پر ایک طرف کی تاخیر:

• قریب ترین: 54,600,000 / 299,792.458 = 182 s، یا 3.0 منٹ۔
• اوسط مقابل حالت میں (7.834 کروڑ km): 261 s، یا 4.4 منٹ۔
• دور ترین: 401,400,000 / 299,792.458 = 1,339 s، یا 22.3 منٹ۔

دور ترین پر سوال اور جواب تقریباً 45 منٹ لیتے ہیں۔ براہ راست گفتگو ناممکن ہے، عملہ مسئلے خود حل کرے اور خطوط جیسے پیغام بھیجے گا۔ زمین سے مریخ کا سلائیڈر فاصلہ بدلتا، معلومات تاخیر دوبارہ گنتی ہیں۔ تقریباً ہر 780 دن (NASA کا دور اقتران، لگ بھگ 26 ماہ) سورج دونوں کے بیچ آتا ہے، جسے شمسی اقتران کہتے ہیں۔ NASA پھر چند ہفتے ہدایات بند کرتا ہے (نومبر 2023 میں دو ہفتے)، کیونکہ سورج کی گرم باردار گیس ریڈیو اشارے خراب کر سکتی ہے۔

دس علاقے، ایک سیر

اڈہ ایک ہموار میدان میں دس علاقوں پر ہے۔ آغاز ٹانگوں والی رہائش، ہوابند کمرہ اور پہلے شمسی پینل ہیں۔ جنوب میں رہائش کا کٹا اندرونی منظر، سوٹ کا کمرہ اور گرین ہاؤس ہیں۔ مغرب میں پشتے کے پیچھے چھوٹے ری ایکٹر کا توانائی میدان؛ مشرق میں آکسیجن اور برف، پھر گیراج۔ اترنے کی جگہ جنوب مشرق، اشاروں اور نمونوں کی نظارہ گاہ شمال، خلائی ماڈلوں کا لمبا میدان جنوب مغرب ہے۔

کہیں جانے کو علاقے، نام یا قسم سے سب 144 چیزیں ڈھونڈنے کو میدانی رہنما، یا دائیں اوپر چھوٹا نقشہ کھولیں۔ ایک کلک نقشہ بڑا، دوسرا وہاں لے جاتا ہے۔ ہر علاقہ پہلی بار نزدیک آنے پر بنتا ہے، اس لیے صفحہ ان جگہوں کا بوجھ نہیں اٹھاتا جہاں آپ گئے نہیں۔

اڈے کے علاقے تصورات ہیں۔ ہر ایک حقیقی NASA یا ESA مطالعے، International Space Station کی آزمائش یا زمینی تجربے سے ہے، کارڈ میں ماخذ ہے۔ خلائی میدان مختلف ہے: حقیقی مشینوں کے اصل سائز کے ماڈل، اترنے کی تاریخیں اور جگہیں NASA اور CNSA کے ریکارڈ سے ہیں۔

رہائش کے اندر: ہیوسٹن کی 3D چھپی عمارت

صحن کے جنوب کا کٹا منظر ہیوسٹن کے Johnson Space Center میں NASA کی CHAPEA رہائش، Mars Dune Alpha، کی طرز پر ہے۔ 1,700 مربع فٹ، تقریباً 158 m²، کی یک منزلہ عمارت سیمنٹ جیسے مادے کی تہوں سے چھپی ہے۔ جون 2023 سے جولائی 2024 چار رضاکار 378 دن ایسے رہے جیسے مریخ پر ہوں، پیغام میں تاخیر، محدود رسد اور فرضی بیرونی سیر کے ساتھ۔

NASA چار نجی کمرے، کام کی جگہیں، طبی جگہ، مشترکہ بیٹھک، باورچی خانہ اور خوراک اگانے کی جگہ گنواتا ہے۔ ماڈل میں اسی قسم کی جگہیں ہیں۔ جنوبی دروازے سے گول میز والے مشترکہ حصے میں آتے ہیں۔ عملے کے کمرے مغرب، باورچی خانہ اور ذخیرہ شمال، ورزش اور پودے مشرق میں ہیں۔ چھت نہیں، تاکہ سورج اندر آئے اور آپ دیواروں کے اوپر دیکھ سکیں۔

کچھ حصوں کے اعداد اہم ہیں۔ کونے کی طوفانی پناہ گاہ پانی اور رسد کی دیواروں میں ہے، کیونکہ Curiosity نے سطح پر کائناتی شعاعوں کی اوسط روزانہ خوراک تقریباً 0.67 ملی سیورٹ ناپی۔ پانی کی بازیافت اور ہوا کی صفائی اسٹیشن کے موجودہ نظاموں کی علامت ہیں؛ فرد روز تقریباً 1 kg کاربن ڈائی آکسائیڈ چھوڑتا ہے، NASA کی بنیاد کے مطابق 0.82 kg آکسیجن لیتا ہے۔

سوٹ کا کمرہ اور ہوا کی قیمت

رہائش کی ہوا زمینی سطح سمندر کے قریب، 1,013 hPa ہے۔ باہر اوسط 6.36 hPa۔ ہوابند کمرہ ہر بار بھر کر خالی ہو تو ہوا کھو جائے گی، جب تک پمپ پہلے رہائش میں نہ لوٹائے۔ سوٹ کے کمرے کا پمپ چند ہیکٹوپاسکل تک ایسا کرتا ہے، صرف آخری پتلی ہوا باہر جاتی ہے۔ اسی لیے کمرے چھوٹے ہیں۔

سوٹ پورٹ دوسرا جواب ہے۔ سوٹ باہر لٹکتا، پچھلا دروازہ حلقے پر بند ہے۔ پہننے والا اندر سے پشت میں داخل ہو کر الگ ہوتا ہے۔ کوئی خانہ خالی نہیں کرنا، گرد والا سوٹ اندر نہیں آتا۔ NASA کے دباؤ والے روور میں اسی لیے سوٹ پورٹ ہیں۔

گرد ہوا جتنی اہم ہے۔ باریک مریخی گرد کپڑے سے چپکتی ہے، Phoenix نے مٹی میں تقریباً آدھا فیصد پرکلوریٹ پایا۔ یہ انسان کو نقصان دیتا ہے، اس لیے سوٹ کے کمرے میں برش کی جگہ، نمونوں کے لیے رہائش میں بند دستانہ ڈبہ ہے۔

کنٹرول میں سوٹ پہنا ہے بند کر کے کھلی ہوا کا اثر دیکھیں۔ 6 hPa جسمانی حرارت پر پانی ابلنے کی حد سے بہت نیچے ہے، فرد تقریباً 15 سیکنڈ میں بے ہوش ہوگا۔ تنبیہ میں سوٹ کے بغیر خلا میں کھڑے ہونے کی نمائش کا ربط ہے۔

سرخ اور نیلی روشنی میں خوراک

پودے زیادہ سرخ اور نیلا استعمال کرتے ہیں۔ کلوروفل سرخ میں تقریباً 630 سے 660 نینومیٹر، نیلے میں تقریباً 450 nm جذب کرتا، بیشتر سبز لوٹاتا ہے۔ اس لیے اسٹیشن کی بتیاں زیادہ سرخ نیلی LED، تھوڑا سبز اس لیے کہ پتے معمول کے دکھیں اور مسئلہ آسان نظر آئے۔

NASA کے Veggie نے سرخ رومین سلاد اگایا جو اگست 2015 میں کھایا گیا، زینیا 2016 میں کھلے۔ پھر بڑے Advanced Plant Habitat میں مولیاں اور 2021 میں مرچیں اگیں۔ زمین پر German Aerospace Center نے 2018 سے 2023 انٹارکٹیکا میں Neumayer III سے 400 m دور EDEN ISS چلایا۔ پہلے موسم میں 12.5 m² پر 268 kg خوراک، روشنی فی مربع میٹر فی سیکنڈ 330 سے 600 مائیکرومول، درجہ حرارت 21 °C اور تقریباً 1,000 ppm کاربن ڈائی آکسائیڈ پر اگائی۔

ماڈل میں چھ بسترے ہیں: پتوں کے تختے، سلاد، زینیا، مرچ، مولی اور چھوٹی گندم۔ آخر میں مریخی مٹی کی تھالی پر پرکلوریٹ پہلے دھونے کا نوٹ ہے۔ مریخ کا یہاں فائدہ: ہوا تقریباً ساری کاربن ڈائی آکسائیڈ، جو پودوں کو چاہیے، گرین ہاؤس باہر سے لے سکتا ہے۔

گرد کے طوفان کو کتنے پینل چاہییں

معلومات موسم، عرض بلد اور گرد سے ایک چپٹا پینل پورے سول میں کتنی دھوپ جمع کرتا ہے گنتی ہیں۔ طریقہ یہ ہے:

1. فضا کے اوپر دھوپ۔ مریخ کا شمسی فاصلہ زمین کی نسبت تقریباً 1.38 سے 1.67 ہے۔ 1,361 W/m² کو اس کے مربع سے تقسیم کرتے ہیں، تقریباً 715 سے 490 W/m² ملتا ہے۔ موسم کا سلائیڈر مدار میں مریخ گھماتا ہے، قریب ترین مقام Ls 251° پر ہے۔
2. سورج کی بلندی۔ ہر لمحے ماڈل مقام کے عرض بلد (22° N) اور موسمی میل سے سورج کی بلندی نکالتا، چپٹے پینل کے لیے اس کے سائن سے ضرب دیتا ہے۔
3. گرد۔ براہ راست شعاع e^(−τ/μ) کے عامل سے کم ہوتی ہے؛ τ گرد کی نوری گہرائی، μ سورج کی بلندی کا سائن ہے۔ کچھ بکھری روشنی آتی ہے، ماڈل میں بہت گھنی گرد پر یہ حصہ بھی کم ہوتا ہے۔ یہ آخری قدم ماڈل کا چنی ہوئی قدر ہے، تاکہ گھنی گرد ایک سول کی دھوپ دس گنا سے زیادہ کم کرے۔
4. پینل۔ ہر پینل 2.5 m × 1.5 m، یعنی 3.75 m²، روشنی کا 25% بجلی بناتا ہے (ماڈل کی قدر)۔

صاف ہوا (τ 0.5)، Ls 0° پر ایک پینل تقریباً 2.6 kWh فی سول لیتا ہے۔ اڈہ مسلسل 5 kW، یعنی 5 × 24.66 = 123 kWh فی سول، اس لیے تقریباً 48 پینل چاہیے۔ τ 5 پر وہی پینل تقریباً 0.67 kWh، ضرورت تقریباً 184 ہے۔ جون 2018 جیسے طوفان، Opportunity پر اندازاً τ 10.8، میں 400 سے زیادہ چاہیے۔ پہلا کام یہی ہے، NASA کے بار بار انشقاق کی طرف آنے کی وجہ بھی۔

سورج ناکافی ہو تو انشقاقی توانائی

NASA کے Kilopower نے KRUSTY، Kilopower Reactor Using Stirling Technology، چھوٹا ری ایکٹر Nevada National Security Site پر نومبر 2017 سے مارچ 2018 آزمایا۔ یورینیم-235 مرکز نے سوڈیم کی تپشی نلیاں گرم کیں، وہ حرارت Stirling انجنوں کو لے گئیں جو بجلی بناتے تھے۔ مکمل طاقت پر 28 گھنٹے کا تجربہ بھی ہوا۔ کام NASA کے سطحی انشقاقی توانائی منصوبے کو منتقل ہوا ہے، جو چاند پر 10 کلوواٹ درجے کا مظاہرہ چاہتا ہے۔

ری ایکٹر رات یا گرد سے نہیں رکتا۔ مسائل کمیت، شعاعیں اور حرارت ہیں۔ ماڈل میں توانائی میدان کے دور کنارے مٹی کے پشتے کے پیچھے ہے، انجن کی بچی حرارت چھوڑنے کے پر ہیں۔ حقیقی ری ایکٹر اور دور ہوگا، منصوبوں میں سینکڑوں میٹر سے ایک کلومیٹر ہے۔

Curiosity اور Perseverance دوسری قسم کی جوہری طاقت لیتے ہیں۔ ان کا کثیر مہم ریڈیوآئسوٹوپ حرارتی برقی جنریٹر، پیچھے پروں والا سلنڈر، پلوٹونیم ڈائی آکسائیڈ کی زوال پذیر حرارت کو آغاز میں تقریباً 110 W میں بدلتا ہے، دن رات۔

سانس کی آکسیجن اور راکٹ کی آکسیجن

MOXIE نے ثابت کیا کہ مریخی مشین ہوا سے آکسیجن بناتی ہے۔ اڈے پر اعداد لگانے کے لیے انسانی سانس سے شروع کریں۔ NASA کی زندگی بچانے کی بنیاد فی فرد فی دن 0.82 kg ہے۔ چار افراد ایک سول (24.66 گھنٹے) میں 4 × 0.82 × 24.66 / 24 = 3.37 kg چاہتے ہیں۔

بہترین شرح 12 g فی گھنٹہ پر MOXIE جتنا ایک یونٹ سول میں 12 × 24.66 = 296 g بناتا ہے۔ 3.37 kg کو 0.296 kg سے تقسیم کریں تو 11.4، یعنی بارہ یونٹ چار افراد کو سانس دیں گے۔ نمائش کا آکسیجن والا کام یہی ہے۔

سانس چھوٹا حصہ ہے۔ NASA کے منصوبوں میں زیادہ آکسیجن مدار لے جانے والے صعودی راکٹ میں ہے، کیونکہ راکٹ پروپیلنٹ کی بیشتر کمیت یہی ہے۔ کلوگرام نہیں، ٹنوں چاہیے۔ اسی لیے ماڈل کا کارخانہ پورا کنٹینر، پلیٹ فارم سے راکٹ تک نلی ہے۔

میدانوں کے نیچے برف

پانی پینا، شعاعوں سے بچاؤ، اور آکسیجن و راکٹ ایندھن کا خام مال ہے۔ مریخ پر بہت، مگر جما ہوا ہے۔ NASA کے Mars Reconnaissance Orbiter کے SHARAD ریڈار نے Utopia Planitia میں تقریباً Lake Superior جتنا پانی رکھنے والی دبی برف پائی۔ اسی گاڑی کے HiRISE نے درمیانے عرض بلد پر تیز ڈھلوان پائے، باریک گرد کے نیچے تقریباً خالص برف، کہیں صرف ایک دو میٹر نیچے۔ NASA کے Subsurface Water Ice Mapping نے کئی مداری گاڑیوں کے ڈیٹا سے قریب سطح برف کے نقشے بنائے۔

ماڈل کے برف والے حصے میں ڈرل، ٹینک، پانی کو ہائیڈروجن و آکسیجن بنانے کا یونٹ، کاربن ڈائی آکسائیڈ و ہائیڈروجن سے میتھین و پانی کا Sabatier ری ایکٹر، کھدائی آلہ اور معدنیات میں پانی والی مٹی کے لیے بھٹی ہیں۔ برف کی چٹان انہی کھلے ڈھلوانوں میں سے ایک کا ماڈل ہے۔

روور، پہیے اور حقیقی رفتاریں

مریخ کے سب روور جان بوجھ کر سست ہیں۔ چلانے کی منصوبہ بندی زمین پر، خطرے کی جانچ کیمروں سے، پہیے قیمتی ہیں۔ روور کی رفتار کنٹرول میں اڈے کی گاڑی چپٹی سخت زمین پر ان حدوں میں چلتی ہے:

صحن میں روور کے پاس R یا چلائیں دبائیں۔ پھر Curiosity کی رفتار لے کر دیکھیں ایک منٹ میں کتنی دور پہنچتے ہیں۔

گیراج میں سوٹ پورٹ والا انسانی روور کا تصور، مختصر سفر کا کھلا روور اور دو پہیے ہیں۔ Curiosity کے ایلومینیم پہیے 50 cm چوڑے، تہہ تقریباً 0.75 mm، 2013 میں نوکیلے پتھروں سے پھٹنے اور چھدنے لگے۔ اب راستے انہیں بچاتے ہیں۔ NASA Glenn کا جواب شکل یاد رکھنے والے مرکب تار کا ٹائر ہے جو پتھروں پر مڑ کر واپس آتا ہے۔

اترنے کے پلیٹ فارم اور اڑتے کنکر

ڈھیلی زمین پر راکٹ اترے تو مٹی پتھر تیزی سے باہر پھینکتا ہے۔ Apollo 12 چاند پر Surveyor 3 سے 163 m دور اترا، واپس لائے پرزوں پر اخراج کے گڑھے تھے۔ NASA کی اخراج و سطح کی باہمی تاثیر کی تحقیق چاند اور مریخ کے لیے یہی جانچتی ہے۔ ماڈل میں حل پختہ میدان، مٹی کا ملبہ روکنے والا پشتہ اور فاصلہ ہے۔ اصل منصوبے پلیٹ فارم رہائش سے تقریباً ایک کلومیٹر دور رکھتے ہیں؛ ماڈل میں پیدل جانے کو تقریباً 190 m ہے۔

لینڈر عام شکل، ٹانگوں پر مخروط ہے، بہت سے انسانی لینڈر مطالعات کی علامت۔ کسی کمپنی کے جہاز کی نقل نہیں۔ ساتھ NASA کی تحقیق جیسا صعودی راکٹ ہے جو سطح پر مقامی آکسیجن سے بھرتا ہے۔

مریخ پر کام کرنے والے سب لینڈر اور روور

میدان میں اتر کر ڈیٹا بھیجنے والی ہر خلائی گاڑی اصل جسامت میں تختی سمیت ہے:

Mars 3 پہلی نرم لینڈنگ تھی، مگر منٹ میں خاموش ہوئی، اس لیے Viking 1 عام طور پر سطح پر پہلا کام کرنے والا ہے۔ شائع شدہ پیمائشوں کے مطابق Viking ٹانگوں سمیت تقریباً 3 m، Curiosity اور Perseverance لمبے 3 m، InSight دو گول پینلوں سمیت تقریباً 6 m، Phoenix تقریباً 5.5 m ہے۔ تفصیل آسان کی گئی، کارڈ دریافت بتاتے ہیں۔

Ingenuity کی پہلی پروازیں

Ingenuity کی کمیت 1.8 kg، دو مخالف سمت گھومتے روٹر 1.2 m چوڑے ہیں۔ 19 اپریل 2021 دوسرے سیارے پر پہلی قابو شدہ موٹر پرواز میں 3 m اٹھ کر 39.1 سیکنڈ معلق رہا۔ کام میں اگلے مرحلے اصل فاصلوں پر ہیں: پرواز 3 باہر 50 m اور واپسی، پرواز 4 باہر 133 m اور واپسی، پرواز 5 ایک طرف 129 m پر Airfield B۔ پیدل چند منٹ لگتے ہیں، زمین کی 1% کثافت والی ہوا میں 1.8 kg جہاز کے لیے «133 m» کا مطلب سمجھنے کا مناسب طریقہ۔ جنوری 2024 میں روٹر خراب ہونے سے پہلے 72 بار اڑا۔

نظارہ گاہ سے کیا دیکھتے ہیں

صحن کے شمال میں نظارہ گاہ پر رووروں کی جانچی زمین کے نمونے اور اشارے ہیں۔

• Gale گڑھا 154 km چوڑا، بیچ میں تقریباً 5 km اونچا تہہ دار Mount Sharp ہے۔ Curiosity تہہ بہ تہہ چڑھتا ہے۔ یہاں تہہ دار پتھر اسی کی علامت ہے۔
• Jezero گڑھا، 45 km چوڑا، دریا کی بھری جھیل تھا، پنکھے نما ڈیلٹا باقی ہے۔ Perseverance یہیں کام کرتا ہے۔
• بلیوبیری آئرن آکسائیڈ ہیمیٹائٹ کی سرمئی گولیاں ہیں جو Opportunity کو Meridiani Planum میں ملیں۔ پتھر میں رسنے والے پانی میں بنیں۔ کام حل کرنے کو ان کے قطعے پر کھڑے ہوں۔
• بیسالٹ ریت کے سیاہ ٹیلے ہر سال تھوڑے سرکتے ہیں۔ گرم اٹھتی ہوا کے گرد بگولے میدان پار کرتے ہیں؛ Spirit نے Gusev میں بہت فلمائے۔
• Olympus Mons تقریباً 600 km چوڑا، 22 km اونچا ہے۔ ماڈل کا اڈہ چوٹی سے 330 km مغرب (فرضی مقام)، ڈھال نما آتش فشاں کنارے کی چٹانوں کے بغیر سادہ مخروط ہے۔ 330 km میں زمین d² / 2R = 330² / (2 × 3,389.5) = 16 km نیچے مڑتی، چوٹی صرف تقریباً 1° افق کے اوپر ہوگی۔ قریبی ڈھلوان تقریباً 120 km دور، تقریباً 2° اونچی دکھ کر چھپا لیتی ہے۔ مشرقی افق پر لمبا نیچا کنارہ، کبھی چوٹی نہیں دکھتی۔

Phobos، Deimos اور شام کا تارا

مریخ کے دو چھوٹے چاند ہیں۔ Phobos، 27 × 22 × 18 km، سطح سے صرف تقریباً 6,000 km پر 7 گھنٹے 39 منٹ میں گھومتا ہے، مریخ کی گردش سے تیز۔ مغرب میں نکل کر مشرق میں ڈوبتا، تقریباً چار گھنٹے میں آسمان پار، سول میں دو بار۔ زمین سے ہمارے چاند کی ظاہری چوڑائی کی تقریباً تہائی دکھتا ہے۔ Deimos تقریباً 12 km چوڑا اور دور، روشن تارا لگتا ہے۔ وقت کے سلائیڈر سے دونوں دیکھیں۔

مریخ سے زمین اندرونی سیارہ ہے، ہمارے لیے زہرہ کی طرح۔ سورج سے تقریباً 47° سے زیادہ دور نہیں، صبح یا شام کا نیلا تارا۔ ماڈل زمین مریخ فاصلے سے جگہ نکالتا ہے: 17.2 کروڑ km پر سورج سے تقریباً 41°، غروب کے بعد چند گھنٹے دکھنے کو کافی بلند۔ NASA JPL کے تقریبی مداری عناصر سے حساب شدہ آج کی حقیقی جگہ کے لیے آج کا فاصلہ چلائیں۔ Curiosity نے 31 جنوری 2014 کو Gale سے زمین اور چاند لیے۔

ماڈل حقیقی اڈے سے کہاں مختلف ہے

• ترتیب اور اڈے کی ہر جسامت ماڈل کے لیے فرضی۔ NASA کے مطالعات ہیں، حتمی ڈیزائن نہیں۔
• چل کر پہنچنے کو حصے قریب۔ اصل منصوبوں میں پلیٹ فارم اور ری ایکٹر رہائش سے سینکڑوں میٹر سے ایک کلومیٹر دور۔
• کٹا گھر CHAPEA کے لیے NASA کی کمروں کی فہرست لیتا ہے، نقشہ نہیں۔
• عرض بلد (22° N)، Olympus Mons سے 330 km مغرب کا مقام اور آس پاس کی زمین فرضی۔
• شمسی پیداوار پینل کی 25% کارکردگی اور سادہ گرد لیتی ہے؛ اصل میں جھکاؤ، حرارت اور شیشے کی گرد بھی اہم۔
• درجہ حرارت Viking 1 کی حدوں میں ہموار منحنی؛ اصل میں موسم، مقام اور گرد کا اثر ہے۔
• خلائی گاڑیاں اصل جسامت، مگر سادہ اور ساتھ کھڑی ہیں، حقیقی گاڑیاں سیارے بھر میں پھیلی ہیں۔
• چھلانگ سوٹ کی کمیت نہیں لیتی۔