Tag: முனைவர் நடராஜன் ஸ்ரீதர்

  • மருத்துவ அறிவியலின் எதிர்காலமும், செயற்கை நுண்ணறிவின் தாக்கமும்

    மருத்துவ அறிவியலின் எதிர்காலமும், செயற்கை நுண்ணறிவின் தாக்கமும்

    முனைவர் நடராஜன் ஸ்ரீதர்
    ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் துறை,
    MaGa Tech Gramam Pvt Ltd, சேலம், இந்தியா
    natarajangravity@gmail.com

    முன்னுரை

    மருத்துவத்துறை மிக நெடிய வரலாறு கொண்டது. மனித இனம் தோன்றிய காலம் தொட்டு மருத்துவத்துறையானது மனிதர்களின் அறிவிற்கு ஏற்ப வளர்ந்துள்ளது. வெவ்வேறு காலகட்டங்களில் வந்த அறிஞர்கள் ஆங்காங்கே அவர்களின் அறிவின் வளர்சிக்குத் தக்க வகையில் மருத்துவ அறிவியலானது புதுமைகள் புகுத்தப்பட்டுப் வளர்ந்து வந்துள்ளது. மருத்துவ அறிவியல் துறை வேறெந்தத் துறையையும் விட அதிக கவன ஈர்ப்பைப் பெறும் துறையாகவும் மற்றும் அனைத்து அரசாங்கங்களினால் அதிகமாக செலவழிக்கப்படும் துறையாகவும் இருக்கிறது. ஆங்காங்கே கண்டுபிடிக்கப்படும் அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் வேறெந்தத் துறைகளையும் விட மருத்துவ அறிவியல் துறையிலேயே அதிகமாக பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. இயற்பியல், வேதியியல் கணிதவியல் மற்றும் உயிரியல் ஆகியவற்றில் கண்டறியப்படும்  புதுப்புது அறிவியல் நுட்பங்கள் மருத்துவத் துறையை மேம்படுத்தப் பெரிதும் உதவுகிறது.

    செயற்கை நுண்ணறிவு

    இருபதாம் நூற்றாண்டில் கண்ணிகளின் அறிமுகம் மனித இனத்திற்குப் புதிய உத்வேகத்தை அளித்துள்ளது. கணினிகளில் வரவு மனித இனத்தின் சிந்திக்கும் முறையை புரட்டிப் போட்டுள்ளது. இன்று கணினிகள் இல்லாத துறை என்பதே இல்லாத அளவிற்கு அனைத்துத் துறைகளிலும் கணினிகளின் பங்களிப்பு ஆக்கிரமித்துள்ளது. மிகச் சமீபத்திய முன்னேற்றமாக கணினி அறிவியல் துறையில் செயற்கை நுண்ணறிவு என்பது வளர்ந்து வருகிறது [1]. இத்தகைய  செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்தி மனிதனால் எட்ட முடியாத பல்வேறு கணித நுட்பங்கள் மற்றும் கணக்கீடுகள் ஆகியவை  செய்யப்படுகின்றன. கணினிகளின் செயற்கை நுண்ணறிவு  என்பது இயந்திரக் கற்றல், சுயமாகச் சிந்தித்தல், விரைந்து முடிவெடுத்தல், மற்றும் தன்னை மேம்படுத்திக் கொள்ளுதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. நவீன உலகத்தின் புதிய எண்ணெய் வளம் என மின்னணுத் தகவல்கள்  வரையறுக்கப்படுகின்றன. இத்தகைய தகவல்களை ஒன்றிணைத்து, அவற்றில் கணக்கீடுகள் செய்து ஒரு கணினியானது கற்றுக்கொள்கிறது. இன்றைய உலகத்தில் பெருமளவு இயக்கமானது கணினித்துவம் ஆக்கபட்டதன் விளைவாகத் தகவல்கள் எங்கும் கிடைக்கின்றன. இத்தகைய தகவல்களை ஆங்காங்கே இருக்கும் கணினிகள் தொகுக்கின்றன. இத்தகவல்களைக் கணினியானது ஆய்வு செய்து, வகைப்படுத்தி அதிலிருந்து பல விஷயங்களை கற்றுக் கொள்கிறது. உதாரணமாக ஒரு கண்காணிப்புப் படமி இருப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம் இந்த கண்காணிப்புப் படமியில் 24 மணி நேரமும் பெறக்கூடிய தகவல்களை எடுத்துக்கொண்டு ஒரு கணினியானது ஆராயும்போது, எத்தனை நபர்கள் இந்த கண்காணிப்பு படமியில் பதிவாகி உள்ளனர்? எத்தனை வாகனங்கள் பதிவாகியுள்ளன? அத்தகைய வாகனங்களில் எண்கள் என்ன என்ன? மற்றும் மனிதர்களின் முகங்கள் யாவை? ஆகியவற்றை  தனது பிரித்தறியும் திறன் மூலம் ஆய்வு செய்கிறது. இவ்வாறு பெறப்பட்ட தகவல்களைத் தனது நினைவகத்தில் சேமித்து வைத்துக் கொள்கிறது. மீண்டும் அதே மனிதரோ அல்லது  அதே வாகனமோ அப்பகுதியைக் கடக்கும்போது தனது நினைவகத்தில் உள்ள சேமிப்பு தகவல்களின் ஒப்பீட்டிலிருந்து மீண்டும் வரும் தகவலைக் கண்டறிந்து உறுதிப்படுத்திக் கொள்கிறது. இவ்வாறாக இந்த இயந்திரமானது கற்றுக்கொண்டு தகவல்களின் மூலம் தன்னை மேம்படுத்திக் கொள்கிறது. இச்செயல்முறை தொடர்ச்சியாக நடக்கிறது. இதை இயந்திரக் கற்றல் எனலாம். இந்த இயந்திர கற்றலை  அடிப்படையாகக்கொண்டு, விரைந்து முடிவெடுக்கும் திறனானது அந்த கணினிக்குக் கைக்கூடுகிறது.  உதாரணமாக விரும்பத்தகாத ஒரு நபர் வருகிறார் என்றால் அவரது முகத்தை ஆய்வு செய்து வைத்திருக்கும் கணினியிடம், அந்நபர் வரும்போது எச்சரிக்கை மணி எழுப்பும் வண்ணம் கட்டளையிட்டு வைக்கலாம். இவ்வாறான தானியங்கிக் கட்டளையானது அந்நபர் மீண்டும் அலுவலகத்திற்குள் வரும்போது இயல்பாகவே எச்சரித்து விடுகிறது. இதன் மூலம் கணினிக்கு முடிவெடுக்கும் திறனும் வந்து விடுகிறது. மேலும் இவ்வாறான செயல் முறைகள் மூலம் தனது கற்றலையும் மற்றும் முடிவெடுக்கும் திறனையும் தொடர்ச்சியாக புதுப்பித்துக் கொண்டே வருகிறது. இத்தகைய அமைப்பின் தொகுப்பு செயற்கை நுண்ணறிவு என வழங்கப்படுகிறது. இதேபோன்ற  செயல்முறையையானது பல்வேறு இடங்களில், பல்வேறு பயன்பாடுகளில் வழங்கப்பட்டு வருகிறது.

    தானியங்கிச்  சிற்றுந்துகள்

    தானியங்கி சிற்றுந்துகளில் [2] சோதனை ரீதியிலும் மற்றும் வர்த்தக ரீதியிலும் இத்தகைய செயற்கை நுண்ணறிவானது பயன்பாட்டில் இருக்கிறது. இத்தகைய சிற்றுந்துகள் செயற்கைக்கோள்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட இருப்பிடக் கருவிகள் மூலம் தமது இருப்பிடத்தை அறிந்து கொள்கிறது. மேலும் புறப்படும் இடம் மற்றும் சென்று சேரும் இடம் ஆகியவற்றை முன் அறிவித்தலின் மூலம் உணர்ந்து கொண்டு இத்தகைய சிற்றுந்துகள் சாலைகளில் இயங்குகின்றன. மேலும் அவை சாலைகளில் செல்லும்போது சாலைகளில் உள்ள பிரிப்புக்கோடுகளைக் கண்டறிந்து  அவற்றின் ஊடாகப் பயணம் செய்கின்றன. சாலைகளில் உள்ள எச்சரிக்கைப் பலகைகளையும் இவை கணித்துக் கொள்கின்றன. சாலைகளின் சந்திப்புகளில் உள்ள நிறுத்தங்களில் விளக்குகளின் வண்ணங்களை இத்தகைய சிற்றுந்துகள் புரிந்து கொள்கின்றன. சிவப்பு, மஞ்சள், பச்சை ஆகிய வண்ணங்களுக்கு ஏற்பத் தமது இயக்கத்தை மாற்றிக் கொள்கின்றன. இவை அனைத்திற்கும் முத்தாய்ப்பாய்ச்  செயற்கை நுண்ணறிவின் மூலம் இயங்கும் இவ்வகையான சிற்றுந்துகள் இயக்கத்தில் உள்ள போது ஏதாவது வாகனமுமோ, விலங்குகளோ குறுக்கே வந்து விட்டால் மிகக் குறுகிய நேரத்தில் முடிவெடுத்து வாகனத்தை நிறுத்தி விடுகின்றன. அல்லது மாற்றுப்பாதையில் திரும்பி விடுகின்றன. இத்தகைய செயல்முறைகள் தொடர்ச்சியாக நடக்கும் போது ஒரு பாதையில் உள்ள வாகனங்களின் ஓட்டம், பாதையில் உள்ள மேடு பள்ளங்கள் மற்றும் நிறுத்தற்குறியீடுகள் ஆகியவற்றை இத்தகைய  செயற்கை நுண்ணறிவுச் சிற்றுந்து கற்றுக்கொண்டு, மிக விரைவாக அந்த பாதைக்குத் தன்னைப் பழக்கப்படுத்திக் கொள்கிறது. எதிர்காலத்தில் மனிதர்களை விட மிகவும் திறம்பட இத்தகைய சிற்றுந்துகள் இயங்கும் எனவும், மேலும் எதிர்காலத்தில் சாலை விபத்துகள் மிக மிகக் குறைந்த எண்ணிக்கையிலேயே நிகழக்கூடிய காலகட்டமும் வரும் என்று செயற்கை நுண்ணறிவு விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.

    மருத்துவத்துறையில் செயற்கை நுண்ணறிவு

    மருத்துவத் துறையிலும் இத்தகைய செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்த முடியும் என்ற விஞ்ஞானிகளின் கருத்து வலுப்பெற்று வருகிறது. மருத்துவத் துறையின் எதிர்காலம் பெரும்பாலும் செயற்கை நுண்ணறிவின் காலமாகவே இருக்கும் என மருத்துவர்கள் கணித்துள்ளனர் [3]. இது கீழ்க்காணும் பல்வேறு வழிகளில் நடைமுறைக்கு வர வாய்ப்புள்ளது.

    தனித்த  மருத்துவ வரலாறு

    இத்தகைய முறையில் ஒரு குழந்தை பிறக்கும் போது அக் குழந்தையைப் பற்றிய விரிவான தகவல்களான  பிறப்பு விவரங்கள், மரபியல் தகவல்கள், ஆரம்பகாலத்  தடுப்பூசிகள், உடல் எடை மற்றும் உயரம் போன்ற அடிப்படை அளவீடுகள்  ஒரு பொதுவான, பாதுகாப்பான, மறைகுறியாக்கம் செய்யப்பட்ட (encrypted) கணினித் தரவுத்தளத்தில் தொகுத்து வைக்கப்படும். இந்தத் தரவுத்தளம் உலகளாவிய அல்லது பிராந்திய அளவிலான சுகாதார அமைப்புகளால் நிர்வகிக்கப்படலாம் [4]. எவ்வாறாக ஒரு குழந்தை பிறந்தவுடன் ஆதார் எண் போன்ற  தேசிய அடையாள எண் கட்டாயமாக்கப்படுகிறதோ, அது போன்றே உலகளாவிய அல்லது தேசிய அளவிலான தனித்துவமான மருத்துவ அடையாள எண்ணும் எதிர்காலத்தில் கட்டாயமாக்கப்படலாம். இந்த எண், ஒரு தனிநபரின் வாழ்நாள் முழுவதும் அவர்களின் மருத்துவத் தகவல்களைப் பாதுகாப்பாக அணுகவும், பகிரவும் உதவும் ஒரு திறவுகோலாகச் செயல்படக் கூடும். இதன் மூலம் அக் குழந்தை வளர்ந்து பெரியவனான பிறகு, உலகின் எந்த மூலையில் இருந்தாலும், ஏதாவது ஒரு மருத்துவ ரீதியிலான சிக்கல் ஏற்பட்டால், அவர்களின் மருத்துவ வரலாற்றை உடனடியாக அணுகி, அந்தக் குழந்தையைக் கண்காணிப்பதும், சிகிச்சையளிப்பதும் எளிதாகிவிடும் என விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர். இந்த பொதுக் கணினியில் தொகுக்கப்பட்ட தகவல்கள், அவ்வப்போது அந்தக் குழந்தை ஏதாவது ஒரு உள்ளூர் கிளினிக் முதல் சிறப்பு மருத்துவமனை வரை எங்கு சென்று காய்ச்சலுக்கு மருந்து எடுத்துக்கொண்டால் கூட, தானியங்கி முறையில் புதுப்பிக்கப்படும். எந்தத் தேதியில் இந்தக் குழந்தைக்குக் காய்ச்சல் வந்தது? உடல் வெப்பம் எவ்வளவு இருந்தது? என்ன அறிகுறிகள் தென்பட்டன? எந்த மருத்துவர் இந்தக் குழந்தைக்கு மருத்துவம் பார்த்தது? அவரது சிறப்பு என்ன? மருத்துவமனையின் பெயர் மற்றும் முகவரி என்ன? மற்றும் எத்தகைய மருந்துகள் (பெயர், அளவு, உட்கொள்ளும் முறை) இந்தக் காய்ச்சலுக்குக் கொடுக்கப்பட்டது? மருந்தின் பக்க விளைவுகள் ஏதும் இருந்ததா? ஆகிய தகவல்கள் இந்த பொதுக் கணினியில் பாதுகாப்பாக ஏற்றம் செய்யப்பட்டுத் தகவல் புதுப்பிக்கப்படும். மேலும், பிற்காலத்தில் இந்தக் குழந்தை வேறு ஏதாவது உடலியல் உபாதைகளுக்காகவோ, ஒவ்வாமை, விபத்துக்  காயங்கள், நாள்பட்ட நோய்கள் காரணமாகவோ மருத்துவத்திற்குச் சென்றாலும் அல்லது மனநல ஆலோசனை பெற முயன்றாலும், இத்தகைய கணினியில் உள்ள தகவல்கள் முழுமையாகத் தொகுக்கப்பட்டு, அந்தக் குழந்தையைப் பற்றிய முழு மருத்துவ வரலாறான  முந்தைய நோய்கள், சிகிச்சைகள், ஒவ்வாமைகள், எடுத்துக்கொள்ளும் மருந்துகள் ஆகியவை  முன்கூட்டியே மருத்துவருக்குக் கிடைத்துவிடும். இது அந்தக் குழந்தைக்கான சரியான, துல்லியமான வைத்தியத்தை உடனடியாகத் தொடங்குவதை எளிதாக்கி விடுகிறது. அவசரகால சிகிச்சைகளில், மயக்கமடைந்த நிலையில் உள்ள ஒருவரின் மருத்துவ பின்னணியை அறிய இது மிகவும் உதவும். விபத்தில் சிக்கியவர் யாரெனத் தெரியாவிட்டாலும், கைரேகை அல்லது கருவிழி ஸ்கேன் மூலம் மருத்துவ வரலாற்றை அணுகி, அவருக்கு இருக்கும் நோய்களை அறிந்து விரைந்து முடிவெடுப்பதற்கான அதிக வாய்ப்புகளை இத்தகைய தகவல்கள் தருகின்றன.

    துல்லியமான நோயறிதல்

    செயற்கை நுண்ணறிவானது, மேம்பட்ட பட பகுப்பாய்வு கணினி முறைகளைப்  பயன்படுத்தி, மருத்துவப் படங்களை (எக்ஸ்-ரே, சிடி ஸ்கேன், எம்ஆர்ஐ, PET ஸ்கேன், அல்ட்ராசவுண்ட் ஆகியவை ) ஆய்வு செய்து, மனிதர்களால், குறிப்பாக ஆரம்ப கட்டங்களில், எளிதில் கவனிக்க முடியாத மிகச் சிறிய மாற்றங்களைக் கூட துல்லியமாகக் கண்டறியும் வண்ணம் திறன் மிக்கதாய் உருவெடுக்கும் [5] . வழமையாக, கதிரியக்கவியல் நிபுணர்கள் இந்தப் படங்களை ஆய்வு செய்து நோய்களைக் கண்டறிவார்கள். செயற்கை நுண்ணறிவு இந்த நிபுணர்களுக்கு ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகச் செயல்பட்டு, ஆயிரக்கணக்கான படங்களை நொடிகளில் பகுப்பாய்வு செய்து, நோயின் அறிகுறிகளை மிகத் துல்லியமாகக் சுட்டிக்காட்ட முடியும். உதாரணமாக, நுரையீரல் எக்ஸ்-ரேயில் உள்ள மைக்ரோ அளவிலான கட்டிகளைக் கூட செயற்கை நுண்ணறிவு கண்டறிய முடியும். புற்றுநோய்க் கட்டிகளை ஆரம்ப நிலையிலேயே கண்டறிந்து, கட்டியின் வகை, அளவு மற்றும் பரவல் போன்ற முக்கிய தகவல்களை வழங்குவதன் மூலம் சிகிச்சையை விரைவுபடுத்த முடியும். மார்பகப் புற்றுநோயைக் கண்டறியும் மேமோகிராம்களை பகுப்பாய்வு செய்வதில் செயற்கை நுண்ணறிவு மனித கதிரியக்கவியல் நிபுணர்களை விட அதிக துல்லியத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. நீரிழிவு ரெட்டினோபதி போன்ற கண் நோய்களை ஆரம்பத்திலேயே, பார்வை இழப்பு ஏற்படுவதற்கு முன்பே கண்டறிந்து, லேசர் சிகிச்சை போன்ற முறைகள் மூலம் பார்வை இழப்பைத் தடுக்க முடியும். நரம்பியல் தொடர்பான நோய்களான அல்சைமர் அல்லது பார்கின்சன் நோயின் ஆரம்ப அறிகுறிகளை மூளை ஸ்கேன்களில் கண்டறிந்து, முன்கூட்டியே சிகிச்சை அளிக்க உதவ முடியும்.

    சிகிச்சைக்கான பரிந்துரைகள்

    ஒரு மருத்துவர் ஒரு குறிப்பிட்ட வகையிலான நோய்க்குத் தொடர்ச்சியாக ஒரு குறிப்பிட்ட மருந்துகளைக் கொடுக்கிறார் என்பதை கணினியானது இயந்திரக் கற்றல் மற்றும் ஆழ் கற்றல் (Deep Learning) போன்ற மேம்பட்ட நுட்பங்கள் மூலம் கற்றுக்கொள்கிறது [6]. பெரிய அளவிலான மருத்துவ தரவுத்தொகுப்புகளையம், மருத்துவ வழிகாட்டு நெறிமுறைகள், ஆராய்ச்சிக்  கட்டுரைகள், மில்லியன் கணக்கான நோயாளிகளின் மருத்துவ வரலாறு  ஆகியவற்றைப் பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், எந்த நோய்க்கு எந்த மருந்து மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதைச்  செயற்கை நுண்ணறிவு கற்றுக்கொள்கிறது. உதாரணமாக, ஒரு மருத்துவர் சிறுநீரகப் பிரச்சனை உள்ளவர்களுக்கு,  இத்தகைய மருந்துகளை, அவற்றின் எண்ணிக்கையோ மற்றும் அளவையோ மாற்றம் செய்து கொடுக்கிறார் என்றாலும், அதனையும்  அத்தகைய நோயாளியின் மருத்துவ வரலாற்றைப் படித்து, முந்தைய சிகிச்சைகள், மருந்தின் விளைவுகள் மற்றும் பக்க விளைவுகள் போன்றவற்றை ஆராய்ந்து, நோயின் தன்மையைப் புரிந்து கொண்டு, மருந்தின் அளவைக் கணினியானது கற்றுக்கொள்கிறது. இதன் மூலம் எதிர்காலத்தில் ஒவ்வொரு தனிநபரின் மருத்துவ விவரங்கள், மரபியல் காரணிகள் மற்றும் வாழ்க்கை முறை ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொண்டு, நோய்க்கான மிகச் சரியான மற்றும் பாதுகாப்பான மருந்தை முன்கூட்டியே பரிந்துரை செய்யும் அளவிற்குச்  செயற்கை நுண்ணறிவு வளர்ந்துவிடும் வாய்ப்பு அதிகமாக உள்ளது. மேலும், ஒவ்வொரு நோயாளியின் மரபணு அமைப்பு, அவர்களின் நோய்க்கான தனிப்பட்ட மரபணு காரணிகள், வாழ்க்கை முறை (உணவுப் பழக்கம், உடற்பயிற்சி), சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் போன்ற தனிப்பட்ட காரணிகளை ஆயிரக்கணக்கான மற்ற நோயாளிகளின் தரவுகளுடன் ஒப்பிட்டு ஆராய்ந்து, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட, துல்லியமான சிகிச்சை முறைகளை வழங்க முடியும். புற்றுநோய் சிகிச்சையில், கீமோதெரபி மருந்துகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதிலும், கதிர்வீச்சு சிகிச்சையின் அளவைத் தீர்மானிப்பதிலும் செயற்கை நுண்ணறிவு மருத்துவர்களுக்கு உதவ முடியும்.

    மருந்து கண்டுபிடிப்பு

    புதிய மருந்துகளைக் கண்டுபிடிப்பதிலும், ஏற்கனவே உள்ள மருந்துகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும் செயற்கை நுண்ணறிவு  முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது [7] . வழமையான  மருந்துக்  கண்டுபிடிப்பு முறைகள் மிகவும் நீண்ட காலமும், அதிக செலவும் பிடிக்கும் செயல்முறையாகும். செயற்கை நுண்ணறிவு இந்த செயல்முறையை வேகப்படுத்துகிறது. பெரிய அளவிலான தரவுத்தொகுப்புகள், ஆயிரக்கணக்கான வேதியியல் கலவைகள், உயிரியல் இலக்குகள், நோய்களின் மூலக்கூறு வழிமுறைகள், மருத்துவ பரிசோதனை முடிவுகள் ஆகியவற்றைப் பகுப்பாய்வு செய்து, புதிய மருந்து மூலக்கூறுகளைக் கண்டறிவதற்கும், எந்தெந்த மூலக்கூறுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட நோய்க்கு எதிராகச்  செயல்படக்கூடும் என்பதைக் கணிப்பதற்கும், மருத்துவ பரிசோதனைகளை வடிவமைத்து விரைவுபடுத்துவதற்கும் செயற்கை நுண்ணறிவு உதவுகிறது. கொரோனா வைரஸ் போன்ற பெருந்தொற்று நோய்களுக்கு எதிரான தடுப்பூசிகள் மற்றும் மருந்துகளை விரைவாகக் கண்டுபிடிப்பதில் செயற்கை நுண்ணறிவு முக்கியப் பங்காற்றி வருகிறது.

    நோய்த் தடுப்பு மற்றும் பொது சுகாதாரம்

    செயற்கை நுண்ணறிவு, பெரிய அளவிலான சுகாதாரத் தரவுகளை – நோயாளிகளின் மருத்துவப் பதிவுகள், சமூக ஊடக தரவுகள், பயணத் தகவல்கள், சுற்றுச்சூழல் தரவுகள் – ஆய்வு செய்து, தொற்று நோய்கள் பரவுவதைக் கண்காணிக்கவும், எந்தெந்த பகுதிகளில் நோய்கள் பரவ வாய்ப்புள்ளது என்பதை முன்கூட்டியே கணித்து எச்சரிக்கை செய்யவும் உதவுகிறது [8] . ஒரு புதிய வைரஸ் பரவத் தொடங்கும்போதே, அதன் பரவல் வேகத்தையும், பாதிக்கப்படக்கூடிய பகுதிகளையும் செயற்கை நுண்ணறிவு மூலம் கணிக்க முடியும். பெரிய அளவிலான சுகாதாரத் தரவுகளை ஆய்வு செய்து, நோய்கள் பரவுவதற்கான காரணிகளையும், வாழ்க்கை முறை காரணிகள், சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு போன்ற ஆபத்து காரணிகளையும் கண்டறிய முடியும். இதன் மூலம், பொது சுகாதார அதிகாரிகள் நோய்த் தடுப்பு நடவடிக்கைகளான தடுப்பூசி முகாம்கள், விழிப்புணர்வு பிரச்சாரங்கள் ஆகியவற்றைத் திட்டமிட்டுச் செயல்படுத்த முடியும். எதிர்காலத்தில் ஏற்படக்கூடிய தொற்றுநோய் அபாயங்களை முன்கூட்டியே அறிந்து கொள்ளவும், அதற்கான தடுப்பு நடவடிக்கைகளைத் தயார் செய்யவும் செயற்கை நுண்ணறிவு உதவும்.

    புதிய எல்லைகள் மற்றும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்

    மருத்துவத் துறையில் செயற்கை நுண்ணறிவின் பயன்பாடு தற்போதுள்ள நிலையைத் தாண்டி, கற்பனைக்கு எட்டாத பல புதிய வாய்ப்புகளையும், தொழில்நுட்பங்களையும் நோக்கி நகர்ந்து கொண்டிருக்கிறது. ஏற்கனவே நாம் விவாதித்த அம்சங்களைத் தாண்டி, எதிர்காலத்தில் செயற்கை நுண்ணறிவு மருத்துவத் துறையில் மேலும் புரட்சிகரமான மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும் சில முக்கிய வழிகளானவை இங்கே விவரிக்கப்படுகிறது.

    திரவ உயிர்மருத்துவம் (Liquid Biopsy)

    செயற்கை நுண்ணறிவு, இரத்த மாதிரிகள், சிறுநீர் அல்லது உமிழ்நீர் போன்ற உடல் திரவங்களில் உள்ள நோய் குறிப்பான்களைக்  (biomarkers) கண்டறிந்து நோய்களை ஆரம்ப நிலையிலேயே கண்டறிய உதவும் [9] . பாரம்பரிய பயாப்ஸி முறைகள் ஆக்கிரமிப்புத்  தன்மை கொண்டவை. மேலும் அவை சில நேரங்களில் ஆபத்தானவை. திரவ உயிர்மருத்துவம், ஆக்கிரமிப்பு இல்லாத மற்றும் வலியற்ற முறையில் நோய்களைக் கண்டறிய உதவுகிறது. உதாரணமாக, புற்றுநோய்க் கட்டியிலிருந்து வெளியேறும் சிறிய டிஎன்ஏ துண்டுகளை இரத்தத்தில் கண்டறிந்து, புற்றுநோயை ஆரம்ப நிலையிலேயே கண்டறிய முடியும். இத்தொழில்நுட்பம், நோயின் முன்னேற்றத்தைக் கண்காணிக்கவும், சிகிச்சையின் விளைவுகளை மதிப்பிடவும் உதவும்.

    செயற்கை உயிரியல் மற்றும் உயிர் அச்சிடுதல் (Synthetic Biology and Bioprinting)

    செயற்கை நுண்ணறிவு, செயற்கை உயிரியல் மற்றும் உயிரியல் அச்சிடுதல் தொழில்நுட்பங்களுடன் இணைந்து, சேதமடைந்த திசுக்கள் மற்றும் உறுப்புகளை ஆய்வகத்தில் உருவாக்க உதவும் [10]. இந்தத் தொழில்நுட்பம், உறுப்பு தானம் கிடைக்காமல் காத்திருக்கும் நோயாளிகளுக்கு ஒரு புதிய நம்பிக்கையை அளிக்கும். செயற்கை நுண்ணறிவு, உயிரியல் அச்சிடும் செயல்முறையை மேம்படுத்தவும், உருவாக்கப்படும் உறுப்புகளின் தரம் மற்றும் செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்தவும் உதவும். உதாரணமாக, செயற்கை நுண்ணறிவின் உதவியுடன், ஒரு நோயாளியின் சொந்த செல்களிலிருந்து முழுமையான செயல்பாட்டுடன் கூடிய சிறுநீரகம் அல்லது கல்லீரல் போன்ற உறுப்புகளை உருவாக்க முடியும்.

    அறுவை சிகிச்சையில் நுண்ணறிவும் ரோபோக்களும்

    கேன்சர் போன்ற வியாதிகளை மருத்துவ ரீதியில் தீர்ப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை கணிப்பதில் செயற்கை நுண்ணறிவு உதவுகிறது [11] . ஒரு குறிப்பிட்ட வகை புற்றுநோய்க்கு, பல்வேறு சிகிச்சை முறைகள் இருக்கும்போது, செயற்கை நுண்ணறிவு அந்தந்த சிகிச்சை முறைகளின் வெற்றி வாய்ப்புகளை, நோயாளியின் தனிப்பட்ட மருத்துவத் தரவுகளின் அடிப்படையில் கணித்து, மருத்துவர்கள்  சிறந்த முடிவுகளை எடுக்க உதவுகிறது. மருத்துவர்கள் செய்யும் அறுவை சிகிச்சைகளையும் இத்தகைய செயற்கை நுண்ணறிவு கற்றுக்கொள்கிறது. ரோபோட்டிக் அறுவை சிகிச்சை அமைப்புகள், மருத்துவரின் கைகளின் இயக்கங்களை துல்லியமாகப் பின்பற்றிச்  செயல்பட செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்துகின்றன. எளிமையான அறுவை சிகிச்சைகள் முதல் மிகக் கடினமான, நுட்பமான அறுவை சிகிச்சைகளான  இதய அறுவை சிகிச்சை, நரம்பியல் அறுவை சிகிச்சை, சிறுநீரக அறுவை சிகிச்சை போன்றவை வரை செயற்கை நுண்ணறிவு ஊட்டப்பட்ட ரோபோக்களின் உதவிகொண்டு மிகச் சுலபமாகவும், அதிக துல்லியத்துடனும் முடித்து விட முடியும் என மருத்துவ உலகம் நம்புகிறது. ரோபோட்டிக் அறுவை சிகிச்சைகள் குறைந்த தழும்பு, குறைந்த இரத்த இழப்பு, தொற்று அபாயம் குறைவு மற்றும் விரைவான குணமடைதல் போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன. மருத்துவர்கள் சிக்கலான அறுவை சிகிச்சைகளை அதிக துல்லியத்துடன் செய்யவும், நீண்ட நேரம் ஒரே நிலையில் நின்று அறுவை சிகிச்சை செய்வதால் ஏற்படும் உடல் சோர்வைத் தவிர்க்கவும் ரோபோட்டிக்ஸ் உதவுகிறது.

    மருந்து விநியோகத்தில் நானோ தொழில்நுட்பம் – இலக்கு அடிப்படையிலான சிகிச்சை

    செயற்கை நுண்ணறிவு, நானோ தொழில்நுட்பத்துடன் இணைந்து, குறிப்பிட்ட நோயுற்ற செல்களை மட்டுமே இலக்கு வைத்து மருந்துகளை விநியோகிக்கும் மேம்பட்ட நானோ துகள்களை வடிவமைக்க உதவக் கூடும் [12]. இந்த இலக்கு அடிப்படையிலான மருந்து விநியோகம், மருந்துகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதோடு, பக்க விளைவுகளைக் குறைக்கவும் உதவும். உதாரணமாக, புற்றுநோய் சிகிச்சையில், நானோ துகள்கள் புற்றுநோய் செல்களை மட்டும் குறிவைத்து மருந்துகளை விநியோகித்து, ஆரோக்கியமான செல்களைப் பாதுகாக்கும்.

    சவால்கள் மற்றும் நெறிமுறைகள்

    இந்த அற்புதமான தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுடன், சில சவால்களையும், நெறிமுறை சார்ந்த கேள்விகளையும் நாம் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும் [13].

    • தரவுத் தனியுரிமை மற்றும் பாதுகாப்பு: நோயாளிகளின் தனிப்பட்ட மருத்துவத் தரவுகளைப் பாதுகாப்பாக வைத்திருப்பதும், அவர்களின் ஒப்புதல் இல்லாமல் அந்தத் தரவுகள் பயன்படுத்தப்படுவதைத் தடுப்பதும் மிக முக்கியம்.
    • சார்பு (Bias): செயற்கை நுண்ணறிவு அமைப்புகள், பயிற்சி அளிக்கப்படும் தரவுகளின் அடிப்படையில் தவறான முடிவுகளை எடுக்க வாய்ப்புள்ளது. இந்த சார்புத்தன்மையை நீக்குவது மிகவும் அவசியம்.
    • வேலைவாய்ப்பு மாற்றம்: செயற்கை நுண்ணறிவின் பரவலான பயன்பாடு, மருத்துவத் துறையில் சில வேலைவாய்ப்புகளை மாற்றக்கூடும். இதற்கு ஏற்றவாறு, புதிய திறன்களை வளர்ப்பதற்கான பயிற்சிகளை வழங்குவது காலத்தின் கட்டாயமாகும்.
    • பொறுப்புடைமை: ஒரு செயற்கை நுண்ணறிவு அமைப்பு தவறான முடிவை எடுத்தால், யார் பொறுப்பேற்பது என்ற கேள்வி எழும். இதற்கான தெளிவான சட்ட மற்றும் ஒழுங்குமுறை கட்டமைப்பை உருவாக்குவதும் இன்றியமையாதது.

    முடிவுரை

    பல்வேறு கணினி சொல்லும் தகவல்களின் தொகுப்பு ஆய்வுகளின் வாயிலாக செயற்கை நுண்ணறிவின் உதவி கொண்டு மருத்துவயியலில் மாபெரும் முன்னேற்றத்தை எதிர்காலம் சந்திக்க இருக்கிறது.  எனவே மிகச் சமீபத்திய எதிர்காலத்தில் செயற்கை நுண்ணறிவின் ஆளுமை என்பது தவிர்க்க இயலாத ஒரு தொழில்நுட்பமாகவே இருக்கும். மருத்துவத் துறையில் செயற்கை நுண்ணறிவின் எதிர்காலம் பிரகாசமாகவும், பல்வேறு சாதகமான சாத்தியக்கூறுகள் நிறைந்ததாகவும் உள்ளது. இத்தகைய தொழில்நுட்பங்கள், நோய்களைக் கண்டறிவதிலும், சிகிச்சை அளிப்பதிலும், நோய்களைத் தடுப்பதிலும் புரட்சிகரமான மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும். அதே நேரத்தில், இந்தத் தொழில்நுட்பங்களை நெறிமுறையுடனும், பொறுப்புடனும் பயன்படுத்துவதும் அவசியமாகும்.  மருத்துவம் மற்றும் தொழில்நுட்பம் கைகோர்க்கும் இந்த புதிய சகாப்தம், ஆரோக்கியமான மற்றும் நீண்ட ஆயுளை நோக்கிய நமது பயணத்தில் ஒரு புதிய மைல்கல்லாக அமையும் என்பதில் சந்தேகமில்லை.

    உசாத்துணைகள்

    [1]. Allen, G. (2020). Understanding AI technology. Joint Artificial Intelligence Center (JAIC) The Pentagon United States, 2(1), 24-32.

    [2]. Elliott, D., Keen, W., & Miao, L. (2019). Recent advances in connected and automated vehicles. journal of traffic and transportation engineering (English edition), 6(2), 109-131.

    [3]. Haleem, A., Javaid, M., & Khan, I. H. (2019). Current status and applications of Artificial Intelligence (AI) in medical field: An overview. Current Medicine Research and Practice, 9(6), 231-237.

    [4]. Schork, N. J. (2019). Artificial intelligence and personalized medicine. Precision medicine in Cancer therapy, 265-283.

    [5]. Das, S., Biswas, S., Paul, A., & Dey, A. (2018). AI Doctor: An intelligent approach for medical diagnosis. In Industry Interactive Innovations in Science, Engineering and Technology: Proceedings of the International Conference, I3SET 2016 (pp. 173-183). Springer Singapore.

    [6]. Ali, Z., Huang, Y., Ullah, I., Feng, J., Deng, C., Thierry, N., … & Qi, G. (2023). Deep learning for medication recommendation: a systematic survey. Data Intelligence, 5(2), 303-354.

    [7]. Qureshi, R., Irfan, M., Gondal, T. M., Khan, S., Wu, J., Hadi, M. U., … & Alam, T. (2023). AI in drug discovery and its clinical relevance. Heliyon, 9(7).

    [8]. Malik, Y. S., Sircar, S., Bhat, S., Ansari, M. I., Pande, T., Kumar, P., … & Dhama, K. (2021). How artificial intelligence may help the Covid‐19 pandemic: Pitfalls and lessons for the future. Reviews in medical virology, 31(5), 1-11.

    [9]. Foser, S., Maiese, K., Digumarthy, S. R., Puig-Butille, J. A., & Rebhan, C. (2024). Looking to the future of early detection in cancer: liquid biopsies, imaging, and artificial intelligence. Clinical Chemistry, 70(1), 27-32.

    [10]. Ramesh, S., Deep, A., Tamayol, A., Kamaraj, A., Mahajan, C., & Madihally, S. (2024). Advancing 3D bioprinting through machine learning and artificial intelligence. Bioprinting, e00331.

    [11]. Moglia, A., Georgiou, K., Georgiou, E., Satava, R. M., & Cuschieri, A. (2021). A systematic review on artificial intelligence in robot-assisted surgery. International Journal of Surgery, 95, 106151.

    [12]. Adir, O., Poley, M., Chen, G., Froim, S., Krinsky, N., Shklover, J., … & Schroeder, A. (2020). Integrating artificial intelligence and nanotechnology for precision cancer medicine. Advanced Materials, 32(13), 1901989.

    [13]. Chen, Y., & Esmaeilzadeh, P. (2024). Generative AI in medical practice: in-depth exploration of privacy and security challenges. Journal of Medical Internet Research, 26, e53008.

    Share
  • விண்வெளியில் வற்றாத சுரங்கம் – சிறுகோள்களின் பெருவளங்கள்

    விண்வெளியில் வற்றாத சுரங்கம் – சிறுகோள்களின் பெருவளங்கள்

    முனைவர் நடராஜன் ஸ்ரீதர்
    ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் துறை,
    MaGa Tech Gramam Pvt Ltd, சேலம், இந்தியா 
    natarajangravity@gmail.com

    முன்னுரை

    பூமியில் சுரங்கங்கள் தோண்டுவதைப்பற்றி நாம் கேள்விப்பட்டுள்ளோம். பூமிக்கு வெளியே விண்வெளியில் சுற்றி வரும் பல்வேறு விண்கற்கள் அல்லது சிறுகோள்களை நாடி, அவற்றில் சுரங்கங்கள் தோண்டி அதன் கனிம வளங்களை எதிர்காலத் தலைமுறையின் நன்மைக்காகப் பயன்படுத்திக்கொள்ள முடியுமா என்பதை அறிவியல் விளக்கத்தோடு ஆராய முற்படுகிறது இக்கட்டுரை. மேலும்  சிறுகோள்களில் சுரங்கம் தோண்டுவதின்  அவசியம், பல்வேறு வகையான சிறுகோள்கள், அவற்றில் உள்ள பொருட்கள் மற்றும் அவற்றின் உள்ளடக்கங்கள் ஆகியவை பற்றியும் இக்கட்டுரையில் விவாதிக்கப்படுகிறது.

    சிறுகோள் சுரங்கம் தோண்டுதல் – தேவையும் பின்னணியும்

    சமீபத்திய ஆண்டுகளில் ராக்கெட் அறிவியல் மற்றும் பிற பயனுள்ள தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சி காரணமாக, விண்வெளியில் அதிக தூரம் செல்வது சாத்தியமான ஒன்றாக மாறியுள்ளது. அரசாங்க நிறுவனங்கள் மட்டுமல்லாமல், பல தனியார் விண்வெளி நிறுவனங்களும் (SpaceX, Blue Origin, Virgin Galactic போன்றவை) விண்வெளிப் போட்டியில் பங்கேற்கின்றன. மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய ராக்கெட்டுகள்  மற்றும் சூப்பர்-ஹெவி ராக்கெட்டுகள் (DragonX மற்றும் Falcon Heavy) போன்றவை மூலம், விண்வெளித் திட்டங்கள் இன்று மிகவும் சிறந்ததாகவும், திறமையானதாகவும், சிக்கனமானதாகவும் மாறியுள்ளன.

    அதிக  விண்வெளி வாகனங்கள், விண்வெளி ஆய்வகங்கள் மற்றும் பிற வகையான உபகரணங்கள் விண்வெளி ஆய்வுத் துறையை புதிய உயரங்களுக்குக்  கொண்டு சென்றுள்ளன. விண்வெளி ஆய்வுகள் குறித்த முதலீடுகள் மற்றும் யோசனைகள் வளர்ச்சியடையும் போது, அதனுடன் தொடர்புடைய தொழில்நுட்பங்களும் பெரிய அளவில் வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன. குறிப்பாக வாயேஜர் (சூரிய குடும்பத்திலிருந்து ஆள்வேளிக்கு வெளியேறிய முதல் திட்டம்), நியூ ஹொரைசன் (புளுட்டோவை ஆய்வு செய்தது), காசினி (சனிக்காக), வீனஸ் எக்ஸ்பிரஸ் (சுக்கிரனுக்கு), ஜூனோ (வியாழனுக்கு), செவ்வாய் ரோவர்கள், மெசஞ்சர் (புதனுக்கு) மற்றும் சந்திரனில் உள்ள ரோபோடிக் ரோவர்கள் போன்ற பயணங்கள் இதற்கு சான்று. இதேபோல், ஹப்பிள், சந்திரா எக்ஸ் மற்றும் கோப் போன்ற விண்வெளி அடிப்படையிலான செயற்கைக்கோள்கள் சோதனை ஆய்வுகளின் புதிய வளர்ச்சிக்கு தங்கள் பங்களிப்பை வழங்குகின்றன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், SpaceX தனது தொழில்நுட்பங்களில் அசாதாரணமான முன்னேற்றங்களைச் செய்துள்ளது. மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய ராக்கெட் தொழில்நுட்பத்தில் அவர்கள் பெற்ற வெற்றியானது, விண்வெளிப்  பயணத்தின் செலவைக்  குறைத்துள்ளது. இது விண்வெளி ஆராய்ச்சியை மேலும் அணுகக்கூடியதாக மாற்றியுள்ளது. மேலும், ஸ்டார்ஷிப் என்ற புதிய தலைமுறை விண்கலத்தை உருவாக்குவதில் SpaceX தீவிரமாக ஈடுபட்டுள்ளது. இந்த விண்கலம் மனிதர்களை செவ்வாய் கிரகத்திற்கு அனுப்பும் திறன் கொண்டது மற்றும் எதிர்காலத்தில் விண்வெளிப்  பயணத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. SpaceX-ன் க்ரூ டிராகன் விண்கலம், நாசாவுடன் இணைந்து, விண்வெளி வீரர்களைச்  சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்திற்கு அனுப்பவும், மீண்டும் பூமிக்கு கொண்டு வரவும் பயன்படுகிறது. இது, அமெரிக்காவின் விண்வெளிப் பயணத் திறனை மீண்டும் உறுதிப்படுத்தும் ஒரு முக்கியமான சாதனையாகும்.

    இந்த தொழில்நுட்பங்கள் பூமியின் ஆற்றல் நெருக்கடி மற்றும் பிற பொருள் தேவைகளுக்கான தீர்வுக்கான புதிய நம்பிக்கையைத் தருகின்றன. பூமியின் ஆற்றல் தேவைகள் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகின்றன. தொழில்துறை, வாகனங்கள் மற்றும் பிற உபகரணங்களின் வளர்ச்சி காரணமாக மாற்று ஆற்றல் மூலங்களின் தேவை அவசியமாகிவிட்டது. 2018 ஆம் ஆண்டில், தென்னாப்பிரிக்காவின் கேப்டவுனில் மோசமான ஒரு பூஜ்ஜிய நாள் (பூமிக்கு அடியில் உள்ள நீர் மட்டம் முற்றிலும் வற்றிய நிலை) நெருக்கடி ஏற்பட்டது. இது எதிர்காலத்தில் நீர் மற்றும் பிற ஆற்றல் வளங்களின் கூடுதல் தேவை இல்லாவிட்டால் எதிர்கொள்ள வேண்டிய இருள் நிலையை விளக்குகிறது. பிற தொழில்களிலும், பொருட்களின் பற்றாக்குறை ஏற்படுகிறது.  பூமியின் அரிய வளங்கள் மற்றும் பிற அதிக செலவு பிடிக்கும் பொருட்கள் உலகளாவிய வளர்ச்சி மற்றும் சந்தைத்  தேவைகள் காரணமாக பெரிய அளவில் சுரண்டப்படுகின்றன. இந்தப் பொருட்களின் பற்றாக்குறையானது  நானோ தொழில்நுட்பம், மருத்துவம் மற்றும் இதர தொழில்துறைத் துறைகள் போன்ற பல வளரும் துறைகளை பாதிக்கும்.

    இந்த நெருக்கடியைத் தீர்க்க, விண்வெளித்  தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு வளங்களைப்  பெறுவது ஒரு மாற்றுத் தீர்வாக முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களில் இருந்து பல்வேறு பொருட்கள் மற்றும் தாதுக்களைப் பெற்றுப் பயன்படுத்துவது பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் சிறுகோள் சுரங்கம்  தோண்டுதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஏற்கனவே உள்ள விண்வெளி தொழில்நுட்பங்கள் சிறுகோள்களிலிருந்து பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதற்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

    2000 ஆம் ஆண்டிலிருந்து, 80க்கும் மேற்பட்ட விண்வெளி தொடர்புடைய புதிய நிறுவனங்களில் 13.3 பில்லியன் டாலருக்கும் அதிகமான முதலீடு செய்யப்பட்டுள்ளது. பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களில் மிகக் குறைந்த புவி ஈர்ப்பு விசை உள்ளது. எனவே, சிறுகோள்களில் சுரங்கம் செய்வது எளிது. 1 கிமீக்கும் அதிகமான அளவு கொண்ட 1000 க்கும் அதிகமான பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் உள்ளன. ஒரு ஆய்வு விண்கலம் சிறுகோளைச் சுற்றி வருவதில் உள்ள பிரச்சினைகள் [1] இல் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.  ரோசெட்டா, டார்ட் மற்றும் பிற சிறுகோள் தொடர்பான விண்வெளிப் பயணங்கள் விண்வெளி ஆய்வின் புதிய அத்தியாயங்களை எழுதி வருகின்றன. 2014 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கி 2016 ஆம் ஆண்டு வரை நீடித்த ரோசெட்டா பயணம், 67பி/சூரியுமா-செரெஜூமோவ்-கெரசிமென்கோ என்ற வால்மீனைச் சுற்றி வந்து, அதன் மேற்பரப்பில் பிலே என்ற விண்கலத்தைத் தரையிறக்கியது. இதன் முக்கிய நோக்கம் வால்மீனின் அமைப்பு, மேற்பரப்பு மற்றும் தோற்றம் பற்றிய ஆழமான புரிதலைப் பெறுவதாகும். வால்மீன்களில் உள்ள நீர் மற்றும் கரிமப் பொருட்களின் தன்மை பற்றியும் இந்தப் பயணமானது புதிய தகவல்களை வழங்கியது.

    சமீபத்தில், 2022 ஆம் ஆண்டில் நடைபெற்ற டார்ட் பயணம் விண்வெளி பாதுகாப்புக்கான ஒரு முக்கியப்  படியாகக் கருதப்படுகிறது. டிடிமோஸ் என்ற சிறுகோளின் துணைக்கோளான டைமோர்போஸைத் தாக்கி, அதன் சுற்றுப்பாதையை மாற்றியது இதன் நோக்கமாகும். சிறுகோள் தாக்குதலிலிருந்து பூமியைப் பாதுகாப்பதற்கான புதிய தொழில்நுட்பங்களைப் பரிசோதிப்பதே இதன் முக்கிய நோக்கம்.

    ஜப்பானிய விண்வெளி ஆய்வு மையம் மேற்கொண்ட ஹயபுசா மற்றும் ஹயபுசா2 பயணங்கள் சிறுகோள்களிலிருந்து மாதிரிகளைச்  சேகரித்து பூமிக்குக் கொண்டுவந்தன. ஹயபுசா பயணம் இடோகவா என்ற சிறுகோளிலிருந்தும், ஹயபுசா2 பயணம் ரியூகு என்ற சிறுகோளிலிருந்தும் மாதிரிகளைச்  சேகரித்தன. இந்தப் பயணங்கள் சிறுகோள்களின் கனிமவியல், தோற்றம் மற்றும் அமைப்பு பற்றி முக்கியமான தகவல்களை வழங்கின. இவற்றின் மூலம், சிறுகோள்கள் பற்றிய நமது புரிதலை பெரிதும் விரிவுபடுத்த முடிந்தது.

    இந்தப் பயணங்கள் சிறுகோள் சுரங்கம், விண்வெளி பாதுகாப்பு மற்றும் விண்வெளி ஆய்வு ஆகிய துறைகளில் எதிர்கால முன்னேற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும். சிறுகோள்களிலிருந்து மதிப்புமிக்க வளங்களைப் பெறுதல், விண்வெளியில் மனிதர்கள் வாழத் தேவையான வளங்களைப் பெறுதல் மற்றும் எதிர்காலத்தில் ஏற்படக்கூடிய சிறுகோள் தாக்குதல்களிலிருந்து நம்மைப் பாதுகாத்துக் கொள்வது போன்ற பல நோக்கங்களுக்கு  இந்தப் பயணங்கள் உதவக்கூடும். இத்தகைய பயன்கள் விளைவாக சிறுகோள் சுரங்கம் தோண்டுதல்  ஒரு சுவாரஸ்யமான தொழில்நுட்பமாக உருவெடுத்துள்ளது.

    சிறுகோள்கள்

    பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் பல்வேறு மூலப்பொருட்களின் ஆதாரமாக இருக்கலாம் [2]. பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் மூன்று முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. அவை:

    • சி வகை (கார்பனேசியஸ்): நீர் மற்றும் கார்பனை கொண்டுள்ளது.
    • எஸ் வகை (பாறை வகை): சிலிக்கேட்டுகள், சல்பேட்டுகள் மற்றும் பிற உலோக கூறுகள் போன்ற பாறை போன்ற அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
    • எம் வகை (உலோக வகை ): பெரும்பாலும் உலோகங்களைக் கொண்டுள்ளது.

    ஒரு சிறுகோள் மேற்கூறிய வகைகளில் எது என்பதை மின்காந்த அலைப்  பிரதிபலிப்பு ஆய்வு மூலம் உறுதிப்படுத்தலாம். சி வகை சிறுகோள்கள் நீர், உலோகம் மற்றும் பிற கரிம கூறுகளைக் கொண்டிருப்பதால், சிறுகோள் சுரங்கத்திற்கான முக்கிய இலக்குகளாகக் கருதப்படுகின்றன. இந்த சிறுகோள்களில் இருந்து பெறப்படும் வளங்கள் ராக்கெட் எரிபொருள், விண்வெளி உபகரணங்கள் மற்றும் ராக்கெட் எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். எஸ் வகை சிறுகோள்கள் பிளாட்டினம் போன்ற  உலோகங்களை கொண்டுள்ளன. அவை பூமியில் உள்ள வர்த்தக சந்தைகளில்  பணமாக்கப்படலாம். எம் வகை சிறுகோள்கள் பெரும்பாலும் உலோகங்களைக்  கொண்டுள்ளன, அவை விண்வெளிப் பயணங்களுக்கான உபகரணங்களைத் தயாரிக்கவும், விண்வெளியில்  குடியேறுவதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

    அனைத்து வகையான சிறுகோள்களிலும், சி வகை சிறுகோள்கள் மிகவும் பிரசித்தி பெற்றவை. பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களில் 75% சி வகையைச் சேர்ந்தவை. இந்த வகை சிறுகோள்களில் சுமார் 20-25% நீர் உள்ளது. மேலும், இத்தகைய  சிறுகோள்களில் உலோகங்கள் மற்றும் கார்பன் கூறுகளும் உள்ளன. எஸ் வகை சிறுகோள்களில் இரும்பு மற்றும் பிற  உலோகங்கள் குறைவு. ஆனால் அவை அதிகளவு பிளாட்டினத்தைக்  கொண்டுள்ளன. எனவே, இந்த வகை சிறுகோள்கள் விண்வெளி நிறுவனங்களுக்கு சிறந்த பொருளாதாரத்  தீர்வாக இருக்கும். எம் வகை சிறுகோள்கள் உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக் கலவைகளைக் கொண்டுள்ளன. எம் வகை சிறுகோள்களை விண்கலங்களுக்கான பொருட்களை வழங்கும் சுரங்கமாகப் பயன்படுத்தலாம். சிறுகோள் பட்டையில் இருக்கும் எம் வகை சிறுகோள்களில் பூமியின் மையத்தில் உள்ள உலோகச் செறிவுகளை  விட பில்லியன் மடங்கு அதிக உலோகச் செறிவுகள்  இருக்கலாம்.

    சி1 கார்பனேசியஸ் சிறுகோள்களில் சராசரியாக 10% நீர் களிமண் வடிவில் உள்ளது. 2% முதல் 5% வரை கார்பன் கிராஃபைட் வடிவில் உள்ளது. இரும்பு சல்பைடு மற்றும் நீரில் கரையும் சல்பேட்டுகள் போன்ற மற்ற கூறுகளும் இத்தகைய சிறுகோள்களில் உள்ளன. சி2 வகை சிறுகோள்கள் சிறிய அளவு மேக்னடைட், குறைந்த அளவு நீர், கார்பன், 10% சல்பர், கரையக்கூடிய சோடியம் மற்றும் மாங்கனீஸ் போன்ற தாதுக்களைக் கொண்டுள்ளன. சி3, சி4 மற்றும் சி5 ஆகியவை மிகக் குறைந்த நீர் மட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன.

    பூமிக்கு அருகிலுள்ள ஒரு சி வகை சிறுகோள் விண்கலம் மூலம் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. 253 மத்தீல்டே என்ற சிறுகோளிலிருந்து 1212 கிமீ தொலைவில் அந்த விண்கலம் பறந்தது. அந்த சிறுகோள் பரிமாணம்  45 கிமீ x 46 கிமீ x 66 கிமீ என அளவிடப்பட்டது. அதன்  செயலாக்கப்பட்ட படம் [3] இல் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. அந்த சிறுகோள்களில் பின்வரும் கூறுகள் உள்ளன [4].

    சி2 வகை  சிறுகோள்களானவை  Fe – 10.7%, Ni – 1.4%, Co – 10.11%, C – 1.4%, H2O – 5.7%, S – 1.3%, FeO – 15.4%, SiO2 – 33.8%, MgO – 23.8%, Al2O3 – 2.4%, Na2O – 0.55%, K2O – 0.04%, P2O5 – 0.28% ஆகியவற்றைக் கொண்டவை. பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களின் கண்டுபிடிப்பு நாளுக்கு நாள் அதிகரித்து வருகிறது. 2014 ஆம் ஆண்டில், 2013 ஆம் ஆண்டை விட பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களின் அவதானிப்பு 42% அதிகரித்துள்ளது.

    Fe, Co, Ni, Ge, Re, Ru, Pt, Pd, Os, Ir மற்றும் Au போன்ற இரசாயனக் கூறுகள் சில சிறுகோள்களில் அதிகளவில் காணப்படுகின்றன. சிறுகோள்களில் இருந்து பிளாட்டினம் தோண்டி எடுக்கும்  போது, Ag, In, Ga, As மற்றும் பல பயனுள்ள தாதுக்களையும் பிரித்தெடுக்க முடியும். இந்தப் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட பொருட்களை விண்வெளிக் கட்டுமானத்திற்கும், பூமியில் லாபகரமான விற்பனைக்கும் பயன்படுத்தலாம். பூமியில், பிளாட்டினம் பெரும்பாலும் ஒரு நாட்டில் (தென்னாப்பிரிக்கா) மட்டுமே குவிந்துள்ளது. உள்ள பிளாட்டினம் வளம் அடுத்த 240 ஆண்டுகளுக்கு மட்டுமே கிடைக்கும். ஆனால், பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் பிளாட்டினத்திற்கான மாற்று ஆதாரமாக உள்ளன.

    சிறுகோள்களுக்கு சரியான பிரதிபலிப்பான மேற்பரப்பு இல்லை. ஆனால் அவை பகுதி பிரதிபலிப்பு மேற்பரப்பைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு சிறுகோளின் நிறமாலையானது, அவதானிக்கப்பட்ட நிறமாலையை சூரிய நிறமாலையால் வகுத்துப் பெறப்படுகிறது.

    நீர் – எரிபொருளாகப் பயன்படுத்துதல்

    பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களில் இருந்து நீரைச் சேகரிப்பது ஏன் மிகவும் முக்கியம்? ஏனெனில், எதிர்கால விண்வெளி ஆய்வுப் பணிகளில் எரிபொருளாக நீரைப் பயன்படுத்தலாம். இப்போதுள்ள வேதி எரிபொருட்களுக்குப் பதிலாக, நீரை  ஒரு வகை மிகவும் சூடான நீராவி, போல மாற்றி எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த செயல்முறையில், நீரை ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனாகப் பிரிக்கப்படுகிறது, மேலும் அவை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் [5].

    சிறுகோள் சுரங்கத் திட்டங்களின் விளைவாக, H2O, N2, O2 போன்ற உயிர்வாழ்வுப் பொருட்கள், H2, O2, CH4, CH3OH போன்ற எரிபொருள் பொருட்கள், CO2, NH4OH போன்ற வேளாண் தேவைகள், H2O2 போன்ற ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் மற்றும் SO2 போன்ற குளிர்பதனப் பொருட்கள் ஆகியவை சிறுகோள்களில் இருந்து பெறப்படும் என்று நம்பப்படுகிறது. இதேபோல், Au, Pt, Pd, Os, Ir, Tn, Ru, Re மற்றும் Ge போன்ற உலோகங்கள் மற்றும் Si, Al, Ga, Cd, As, Se, In, Sb மற்றும் Te போன்ற குறைக்கடத்திகள் சிறுகோள் சுரங்கம் மூலம் பெறப்படலாம்.

    தொழில்நுட்பம்

    சமீபத்திய ஆண்டுகளில், சிறுகோள் சுரங்கப் பணிகளில் விண்வெளி ரோபோக்கள் குழு பயன்படுத்தப்படலாம் என முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. இந்த விண்வெளி வீரோபோக்கள்  குழு சிறுகோள்களுடன் இணைந்து, அவற்றின் உள்ளடக்கங்களை ஆராய முடியும். சிறுகோள்களை உடைத்தல் மற்றும் அவற்றை ஏவுவாகனத்துக்கு மாற்றுதல் போன்ற பணிகளைச் செய்ய இந்த ரோபோக்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த பயணத்திற்கு, கியூப்சேட்டுகள் (Cubesats) பயன்படுத்தப்படலாம் என வும் முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. கியூப்சேட்டுகள் தாய் விண்கலத்துடன் இணைக்கப்பட்டு, மாதிரி பகுப்பாய்வு மற்றும் ஆராய்ச்சி நோக்கங்களுக்காக சிறுகோள்களில் இறக்கி விடப்படும்.

    தாய் விண்கலம், ரோபோக்களுக்கான வாகனத்தை ஏந்திச் செல்லும். இதனால் எரிபொருள் சேமிக்கப்படும் மற்றும் பணியின் சிரமங்கள் மற்றும் காலம் குறையும் [6]. கியூப்சேட்டுகள் நானோ தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட மைக்ரோ செயற்கைக்கோள்கள். ஆகும்  சிறுகோள் சுரங்கத்திற்கு நான்கு நிலைகள் உள்ளன. அவை:

    • ஆய்வு (Prospecting)
    • சேகரிப்பு (Harvesting)
    • செயலாக்கம் (Processing)
    • உற்பத்தி (Manufacturing)

    ஆய்வு நிலை

    ஆய்வு நிலையில், சிறிய செயற்கைக்கோள்கள் சிறுகோள்களைச் சுற்றிச் சென்று  அங்கு கிடைக்கும் வளங்களைக்  கண்டறியும். இந்த ஆய்வு நிலை மூன்று முறைகளைக் கொண்டுள்ளது:

    1. தேவையான வளங்கள்  அதிகம் உள்ள சிறுகோள்களைக் கண்டறிதல்
    2. கிடைக்கும் வளங்களின் இருப்பிடம் தொலைவில் இருந்தே உறுதிப்படுத்துதல்
    3. சிறுகோள்களுக்கு அருகில் சென்று வளங்களின் இயல்பை அறிதல்

    இந்த நிலையில்  வளங்களை அறிதல் இரண்டு துணைப் பிரிவுகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. அவை:

    1. தொடு ஆய்வு:
    2. தொடாத ஆய்வு:

    சிறுகோள்களில் உள்ள தாதுக்களின் எண்ணிக்கையை பின்வருமாறு அளவிடலாம் [7]:

    Nore== Ptype . Prich . Plow-Δ v . Peng . N (> D_min)

    இதில்:

    • Nore=: தாதுக்களின் அளவு
    • Ptype: வகைப்பாட்டின் நிகழ்தகவு
    • Prich: வளத்தின் செறிவின் நிகழ்தகவு
    • Plow-Δ v: குறைந்த டெல்டா-வி சுற்றுப்பாதையைக் கொண்ட சிறுகோளின் நிகழ்தகவு
    • Peng : பொறியியல் சவால்களின் நிகழ்தகவு
    • N (> D_min): குறைந்தபட்ச அளவை விட அதிகமான சிறுகோள்களின் எண்ணிக்கை

    1991 ஆம் ஆண்டு முதல் பல செயற்கைக்கோள்கள் சிறுகோள்களை ஆராய அனுப்பப்பட்டுள்ளன. 1991 மற்றும் 1993 ஆம் ஆண்டுகளில், கலிலியோ செயற்கைக்கோள்கள் கேஸ்ப்ரா மற்றும் ஐடா என்ற சிறுகோள்களைக் கடந்து சென்றன. 2001 ஆம் ஆண்டில், பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள் சந்திப்பு விண்கலம் (NEAR) ஒரு சிறுகோளில் தரையிறங்கியது. 1999 ஆம் ஆண்டில், டீப்ஸ்பேஸ்-I 9969 பிரெய்ல் மற்றும் 1992KD ஆகியவற்றின் படங்களை எடுத்தது. 1992 ஆம் ஆண்டில், ஸ்டார்டஸ்ட் ஒரு சிறுகோளைக் கடந்து சென்று அறிவியல் தகவல்களைச்  சேகரித்தது. 2005 ஆம் ஆண்டில், ஜப்பானின் ஹயபுசா செயற்கைக்கோள் இடோகவா என்ற சிறுகோளில் தரையிறங்கி அதன் மாதிரிகளைப்  பகுப்பாய்வு செய்தது. சீனாவின் சாங்’இ-2 விண்வெளிப் பயணம் 4179 என்ற சிறுகோளுக்கு அருகில் பறந்து அதிக தெளிவுத்தன்மை கொண்ட படங்களை எடுத்தது.

    செவ்வாய் கிரகத்தை ஆராய்வதில் கியூப்சேட் ஏற்கனவே பணியில் உள்ளது [8]. நானோ தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி கியூப்சேட் போன்ற செயற்கைக்கோள்களை உருவாக்குவதற்கு வழிவகுத்தது. எதிர்கால செயற்கைக்கோள்களில் பயன்படுத்தக்கூடிய மைக்ரோ அயன் எஞ்சின், மைக்ரோ பல்ஸ் பிளாஸ்மா திரஸ்டர் மற்றும் மைக்ரோ தகவல் தொடர்பு அலகு ஆகியவற்றை உருவாக்க நானோ தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படலாம் என நம்பப்படுகிறது.

    சேகரிப்பு நிலை

    சேகரிப்பு என்பது சிறுகோள்களில் இருந்து தாதுக்களைப் பிரித்தெடுக்கும் மற்றொரு நிலை ஆகும்.  இந்த சேகரிப்பு செயல்முறையில், ரோபோடிக் விண்கலங்கள் சிறுகோள்களில் இருந்து தாதுக்கள் மற்றும் நீரைச் சேகரிக்கும். பெறப்படும் நீர், விண்கலங்களுக்கான எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படும் [9]. இந்த செயல்முறை பெரும்பாலும் சிறுகோள்களில் இருந்து தாதுக்களைப் பிரித்தெடுப்பதில் கவனம் செலுத்தும். முன்னதாகப் பெறப்பட்ட தகவல்களின் அடிப்படையில், ரோபோடிக் விண்கலங்கள் சிறுகோள்களில் இருந்து பயனுள்ள தாதுக்களைப் பிரித்தெடுக்கும்.

    செயலாக்க நிலை

    சிறுகோள் சுரங்கத்தின் மூன்றாவது நிலையில், செயலாக்க நிலை தொடங்கும். சேகரிப்பு நிலையில் பெறப்பட்ட பொருட்கள் எரிபொருள், குடிநீர் மற்றும் பிற உபகரணப் பொருட்கள் போன்ற வடிவங்களில் செயலாக்கப்படும். சேகரிக்கப்பட்ட பொருட்கள் செயலாக்க அலகுக்கு அனுப்பப்பட்டு, பின்னர் தயாரிப்பு மற்றும் உற்பத்தி நிலைக்கு அனுப்பப்படும் [9].

    உற்பத்தி நிலை

    சிறுகோள் சுரங்கத்தின் இறுதி நிலை உற்பத்தி நிலையாகும். மைக்ரோ ஈர்ப்பு மற்றும் கடுமையான வெற்றிடச்  சூழலில் உற்பத்தி செய்வது என்பது  பல பல சவால்களைக் கொண்டது.  பின்னர் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட வளங்கள் பாதுகாப்பான கொள்கலன்களில் சேமிக்கப்படும். ஆவியாகக்கூடிய பொருட்கள் அதிக அழுத்தத்தில் அடக்கிச்  சேமிக்கப்படும். இதேபோல், நீர் தேவையான அளவு அழுத்தப்பட்ட சிலிண்டர்களில் சேமிக்கப்படும் மற்றும் தாதுக்கள் மூடிய காப்ஸ்யூல்களில் வைக்கப்படும்.

    விண்வெளியில் உற்பத்தி செய்ய பெரிய கட்டமைப்புகள் தேவைப்படும். இதற்கான எரிபொருள் தேவையைப் பூர்த்தி செய்ய, பெரிய அளவிலான சூரிய ஆற்றல் கலன்கள் பயன்படுத்தப்பட்டு அதிக ஆற்றலானது  உற்பத்தி செய்யப்படும்.

    பூமியைச் சுற்றி ஒரு பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோளைப் பிடிப்பது [14] இல் விளக்கப்பட்டுள்ளது. பூமியின் சுற்றுப்பாதையில் அதைப் பிடித்து இழுத்துச் செல்ல ஒரு எளிய வழிமுறையை உருவாக்கிச்  செயல்படுத்தியுள்ளனர். எதிர்காலத்தில் இவ்வாறு பிடித்து சுரங்கம் செய்ய 23 சிறுகோள்கள் பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ளன. பூமியின் ஈர்ப்பு விசைப் புலத்தில் உள்ள சிறுகோளின் இயக்க சமன்பாடுகள்  [14] இல் விரிவாக அணுகப்பட்டுள்ளன.

    இல்மனைட் (FeTiO3) இலிருந்து டைட்டானியத்தை பிரித்தெடுப்பதற்கான தரநிலை வழிமுறை:

    FeTiO3 (s) + 3Cl2 (g) + 3C (s)  → 3Co(g) + FeCl2 (s) + TiCl4(g)

    TiCl4(g) + 2Mg(s)  → 2MgCl2(l) + Ti (s)

    சிறுகோள்கள் உயிரற்ற குளிர் மற்றும் இறந்த உலகங்கள் எனக் கருதப்படுகின்றன. நாசாவிடம், பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள் மாற்றுப் பயணத்திற்கு, குறைந்த பூமி சுற்றுப்பாதையைத் தாண்டி விண்வெளி சேவைகளுக்கு மனித மற்றும் ரோபோடிக் பங்களிப்புகளை இணைக்கும் யோசனை உள்ளது. இந்தப் பயணத்தின் மூன்று முக்கிய பகுதிகள்:

    1. அவதானிப்பு: தாதுக்கள் நிறைந்த இலக்கு சிறுகோளை அவதானிப்பது.
    2. வாகன செயல்படுத்தல்: ரோபோடிக் சிறுகோள் வாகனத்தைப் பயன்படுத்தி சிறுகோளை விண்கலத்துடன் இணைப்பது.
    3. மனித விண்வெளிப் பயணப்  பிரிவு: சிறுகோள்களில் மாதிரிகள் எடுத்தல் மற்றும் ஆராய்ச்சி போன்ற பணிகளைச் செய்வது.

    இத்தகைய அரிய தனிமங்களின் சந்தை மதிப்புத் தரவுகளை [2] மற்றும் [10] ஆகியவற்றிலிருந்து பெறலாம்.

    உறுப்பு விலை (அமெரிக்க டாலர்/கி) செறிவு (ppm) சுரங்க உற்பத்தி (டன்/ஆண்டு) விற்பனை செய்யப்பட்ட டன் விற்பனை (அமெரிக்க டாலர் மில்லியன்/ஆண்டு)
    குறைக்கடத்திகள்
    பாஸ்பரஸ் (P) 0.08 1300 10,100 722 2,167
    காலியம் (Ga) 300.00 60 468 468 1,544
    ஜெர்மானியம் (Ge) 745.00 210 1,640 1,640 6,145
    ஆர்சனிக் (As) 0.94 3.7 28 28 85
    செலினியம் (Se) 10.47 36 281 281 846
    இண்டியம் (In) 160.00 0.46 4 4 11
    ஆன்டிமனி (Sb) 3.92 0.047 0.4 0 0
    டெல்லூரியம் (Te) 57.32 0.45 4 0 0
    குறைக்கடத்திகளின் மொத்தம் 3143 10798

     

    வேகம் மாற்றம்

    வேகம் மாற்றம் என்பது சிறுகோள் சுரங்கப் பணியில்  மிக முக்கியமான ஒரு காரணியாகும். ஒரு சுற்றுப்பாதையில் இருந்து மற்றொரு சுற்றுப்பாதைக்கு பொருட்களை மாற்றுவது என்பது தூரத்தை மட்டுமல்லாமல், வேகம் மாற்றத்தையும் பயன்படுத்துவதைக் குறிக்கிறது. ஒரு சுற்றுப்பாதையில் இருந்து மற்றொரு சுற்றுப்பாதைக்கு மாறுவதற்கு டெல்டா-வி அல்லது δv எனப்படும் வேகம் மாற்றம் தேவைப்படுகிறது.

    [11] மற்றும் [12] ஆகியவற்றில் இருந்து பெறப்பட்ட தகவல்களின்படி, பல்வேறு டெல்டா-வி மதிப்புகள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன.
     

    மாற்றம் டெல்டா-V (கிமீ/வி)
    பூமிப் பரப்பிலிருந்து LEOக்கு 8.5
    பூமிப் பரப்பிலிருந்து தப்பிக்கும் வேகத்திற்கு 11.2
    பூமிப் பரப்பிலிருந்து GEOக்கு 11.8
    LEO-லிருந்து தப்பிக்கும் வேகத்திற்கு 3.2
    LEO-லிருந்து செவ்வாய் அல்லது வெள்ளி பரிமாற்ற சுற்றுப்பாதைக்கு 3.7
    LEO-லிருந்து GEOக்கு 3.5
    LEO-லிருந்து HEEOக்கு 2.5
    LEO-லிருந்து சந்திர தரையிறக்கத்திற்கு 6.3
    LEO-லிருந்து பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோளுக்கு 4.0
    சந்திரப் பரப்பிலிருந்து LEOக்கு (வளிமண்டலத்தில் மெதுவாகச் செல்லுதல்) 2.4
    NEA-லிருந்து பூமி பரிமாற்ற சுற்றுப்பாதைக்கு 1.0
    போபோஸ் அல்லது டீமோஸ்-லிருந்து LEOக்கு 8.0

    சிறுகோள்களில் சுரங்கம் செய்யப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகள் கீறல், துளைத்தல், வெடித்தல், வெட்டுதல், ஆவியாக்குதல், வெட்டி நொறுக்குதல் போன்றவை. மேற்பரப்பு சுரங்க முறையும்  பயன்படுத்தப்படலாம்.

    நிகழ்கால மதிப்பு

    முன்மொழியப்பட்ட நிதியுதவி பெறும் சிறுகோள் திட்டத்தின் நிகழ்கால மதிப்பு பின்வருமாறு வரையறுக்கப் படுகிறது [12]:

         NPV = R(1+i)-n  -C

    இங்கு:

    • R: ஒரு பொருளின் நிகழ்கால மதிப்பு
    • n: ஆண்டுகள்
    • i: சந்தை வட்டி விகிதம்
    • C: மூலதனம்

    நிகழ்கால மதிப்பானது  பின்வருவனவற்றைச் சார்ந்தது.

    1. திட்டத்தைத் தொடங்குவதற்கான செலவு
    2. பூமிக்குத் திரும்பும் பொருளின் அளவு
    3. பயணத்தின் காலம்

    இத்தகைய கணக்கீடுகள் அடிப்படையில் சிறுகோள்களில் இருந்து தனிமங்கள் மற்றும் ஏனைய பொருள்களை எடுத்து வருதல் எதிர்காலத்தில் இலாபகரமானதாக இருக்கும் என்று கணிக்கப்பட்டுள்ளது.

    சிறுகோள் சுரங்கத்தின் சவால்கள்

    சிறுகோள் சுரங்கம் என்பது மனிதகுலத்தின் எதிர்காலத்திற்கான ஒரு முக்கியமான வாய்ப்பைத் திறந்து வைத்தாலும், இது பல சவால்களையும் எதிர்கொள்கிறது. இந்தச் சவால்களைப் புரிந்துகொள்வதும், அவற்றைச் சமாளிக்கத் தயாராவதும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் வெற்றிக்கு மிகவும் அவசியம்.

    1. அதிக செலவு:

    சிறுகோள்களுக்குச் சென்று, சுரங்கம் செய்யும் செயல்முறை மற்றும் பொருட்களைப் பூமிக்குக் கொண்டு வருவது மிகவும் செலவு பிடிக்கும். ராக்கெட் ஏவுதல், விண்கலம் வடிவமைப்பு மற்றும் உருவாக்கம், சுரங்கக் கருவிகள், தகவல் தொடர்பு உபகரணங்கள், விண்வெளி வீரர்களின் பயிற்சி மற்றும் பாதுகாப்பு எனப் பல அம்சங்களிலும் அதிக செலவுகள் ஏற்படும். மேலும், சிறுகோள்கள் பூமியிலிருந்து மிகவும் தொலைவில் இருப்பதால், பயணத்திற்கு அதிக நேரமும், எரிபொருளும் தேவைப்படும், இது செலவினத்தை மேலும் அதிகரிக்கிறது. இந்தச் செலவினங்களைக்  குறைக்கவும், சுரங்கத்தின் இலாபத்தன்மையை அதிகரிக்கவும், புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவது அவசியம்.

    1. விண்வெளி சூழலின் சவால்கள்:

    விண்வெளி என்பது மனிதர்களுக்கும், இயந்திரங்களுக்கும் கடுமையான சூழல் ஆகும். சிறுகோள்களில் மைக்ரோ ஈர்ப்பு, வெப்பநிலை மாறுபாடுகள், கதிர்வீச்சு மற்றும் வெற்றிடம் ஆகியவை சுரங்கப் பணிகளை மிகவும் சவாலாக்குகின்றன. விண்கலங்கள் மற்றும் கருவிகள் இந்தக் கடுமையான சூழலைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். மேலும், விண்வெளியில் ஏற்படக்கூடிய எதிர்பாராத நிகழ்வுகளான சிறுகோள் மோதல், விண்கற்கள், சூரியப் புயல்கள் போன்றவற்றிற்குத் தயாராக இருக்கவும் வேண்டும்.

    1. சிறுகோள்களை அடைதல் மற்றும் தரையிறங்குதல்:

    சிறுகோள்களின் சுற்றுப்பாதை நிலையற்றதாக இருப்பதால், துல்லியமான வழிசெலுத்தல் மற்றும் தரையிறங்கும் முறைகள் மிகவும் அவசியம். சிறுகோள்களின் மேற்பரப்புப் பற்றிய துல்லியமான தகவல்கள்இல்லாததால், தரையிறங்கும் போது விபத்துக்கள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. இந்தச் சவால்களைச் சமாளிக்க, மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் துல்லியமான வழிசெலுத்தல் அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

    1. தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி:

    சிறுகோள்களில் சுரங்கம் செய்வதற்குத் தேவையான தொழில்நுட்பம் இன்னும் முழுமையாக வளர்ச்சி பெறவில்லை. புதிய வகை விண்கலங்கள், சுரங்கக் கருவிகள், எரிபொருள் அமைப்புகள், தகவல் தொடர்பு அமைப்புகள் போன்ற பல அம்சங்களில் மேம்பாடுகள் தேவை. மேலும், விண்வெளியில் சுரங்கம் செய்து, கனிம வளங்களைக் கொண்டுவரும் பயண முறைகளை உருவாக்குவது ஒரு பெரிய சவாலாகும். இந்தத் தொழில்நுட்பத் துறையில் தொடர்ந்து ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு அவசியம்.

    1. சட்ட மற்றும் ஒழுங்குமுறை சவால்கள்:

    விண்வெளி சட்டங்கள் மற்றும் விண்வெளியில் வளங்களைப் பகிர்ந்துகொள்வது குறித்த சர்வதேச ஒப்பந்தங்கள் இன்னும் முழுமையாக உருவாகவில்லை. எந்த நாடு, எந்த நிறுவனம் சிறுகோள்களில் சுரங்கம் அமைப்பது, எந்த வளத்தை எப்படிப் பகிர்ந்துகொள்வது போன்ற விவகாரங்களில் தெளிவான விதிகள் இல்லை. இது போன்ற விவகாரங்களில் சர்வதேச ஒத்துழைப்பு மற்றும் புதிய விதிகள் அவசியம். மேலும், சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைத் தடுப்பதற்கான விதிமுறைகளும் வகுக்கப்பட வேண்டும்.

    இத்தகைய சவால்களைச் சமாளித்து, சிறுகோள் சுரங்கத்தை ஒரு வெற்றிகரமான தொழிலாக உருவாக்குவதற்கு, அரசாங்கங்கள், விண்வெளி நிறுவனங்கள் மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒன்றிணைந்து பணியாற்ற வேண்டும். புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குதல், சர்வதேச ஒத்துழைப்பு, சட்ட மற்றும் ஒழுங்குமுறை சீரமைப்பு ஆகியவை சிறுகோள் சுரங்கத்தின் எதிர்காலத்திற்கு முக்கியமானவை.

    முடிவுரை

    மாற்று வளங்களைத் தேடுவதற்கு சிறுகோள் சுரங்கம் தோண்டுதல்  ஒரு வரப்பிரசாதமாகும். எதிர்காலச்  சந்தைகளுக்கு சிறுகோள் சுரங்கம் மூலம் கிடைக்கும் வளங்கள் நல்ல பலனைத் தரும். பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் புது  வளங்களைச் பெறுவதற்கான முக்கிய இடமாக இருக்கும். பிளாட்டினம், இரிடியம் போன்ற அரிய உலோகங்கள், நீர் போன்ற எரிபொருட்கள் மற்றும் அரைக்கடத்திப் பொருட்கள் சிறுகோள் சுரங்கம் மூலம் பெறப்படலாம். 16,000க்கும் அதிகமான பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்கள் மூலம் ஏராளமான எரிபொருள் மற்றும் ஆற்றல் வளங்கள், நீர் ஆகியவற்றைப் பெற முடியும். இந்த இயற்கை வளங்கள் எதிர்கால சந்ததியினருக்கு முக்கிய வளமாக இருக்கும். பூமிக்கு அருகிலுள்ள சிறுகோள்களில் 2 டிரில்லியன் டன்கள் நீர் இருப்பதாகக் கணிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நீர் வளங்கள் எதிர்கால எரிபொருளாகவும், மனிதர்களின் தேவைகளுக்காகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். SpaceX மற்றும் Deep Space Industries (DSI) போன்ற வணிக விண்வெளி நிறுவனங்கள் ஏற்கனவே சிறுகோள் சுரங்கத்திற்கான தங்கள் முயற்சிகளைத் தொடங்கிவிட்டன. சிறுகோள்களில் உள்ள தாதுக்கள் கிடைப்பது மூலம் உலகின் சில பல ட்ரில்லியனர்கள்  உருவாக வாய்ப்புள்ளது. சில அறிக்கைகள் 2100 ஆம் ஆண்டளவில் பூமியில் உள்ள தொழில்களில் கால் பகுதி விண்வெளி அடிப்படையிலான தொழில்களால் மாற்றப்படும் எனக் கூறுகின்றன [13]. பூமியில் ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளுக்கான தீர்வாக இந்தத் தொழில்கள் இருக்கும். சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த தீர்வுகளுடன் கூடிய புதிய தொழில்துறைச்  சகாப்தம் சிறுகோள் சுரங்கம் மூலம் கிடைக்கும்.

    ஒருவேளை பாரதி இருந்திருப்பராயின்,  “சிங்களத்தீவினுக்கோர் பாலம் அமைப்போம், சிறுகோள்களில் சுரங்கம் அமைப்போம் “ என்று பாடியிருப்பாரோ என்னவோ !

    மேற்கோள்கள்

    1. Scheeres, D. J., Marzari, F., Tomasella, L., & Vanzani, V. (1998). ROSETTA mission: satellite orbits around a cometary nucleus. Planetary and Space Science, 46(6-7), 649-671.
    2. Ross, S. D. (2001). Near-earth asteroid mining. Space, 2001, 1-24.
    3. Veverka, J., Thomas, P., Harch, A., Clark, B., Bell III, J. F., Carcich, B., … & Cheng, A. (1997). NEAR’s flyby of 253 Mathilde: Images of a C asteroid. Science, 278(5346), 2109-2114.
    4. Billingham, J. (Ed.). (1979). Space resources and space settlements (Vol. 428). US Government Printing Office.
    5. Miller, T., & Herr, J. (2004, July). Green rocket propulsion by reaction of Al and Mg powders and water. In 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit (p. 4037).
    6. Yu, X., & Zhou, J. (2014, October). CubeSat: A candidate for the asteroid exploration in the future. In 2014 International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO) (pp. 261-265). IEEE.
    7. Elvis, M. (2013). Prospecting asteroid resources. Asteroids: Prospective energy and material resources, 81-129.
    8. Vannitsen, J., Segret, B., Maiu, J. J., & Juang, J. C. (2013, September). CubeSat on Earth-Mars Free Return Trajectory to study radiation hazards in the future manned mission. In Proceedings of the European Planetary Science Congress (EPSC’13).
    9. Andrews, D. G., Bonner, K. D., Butterworth, A. W., Calvert, H. R., Dagang, B. R. H., Dimond, K. J., … & Yoo, C. J. (2015). Defining a successful commercial asteroid mining program. Acta Astronautica, 108, 106-118.
    10. Kargel, J. S. (1997). Semiconductor and precious-metal resources of metallic asteroids. In Princeton Conference on Space Manufacturing, Space Studies Institute.
    11. Lewis, J. S. (1991). Construction materials for an SPS constellation in highly eccentric Earth orbit. SPS 91-Power from Space, 174-179.
    12. Sonter, M. J. (1997). The technical and economic feasibility of mining the near-earth asteroids. Acta Astronautica, 41(4-10), 637-647.
    13. Metzger, P. T. (2016). Space development and space science together, an historic opportunity. Space Policy, 37, 77-91.
    14. Hasnain, Z., Lamb, C. A., & Ross, S. D. (2012). Capturing near-Earth asteroids around Earth. Acta Astronautica, 81(2), 523-531.
    Share
  • புத்தக மதிப்புரை: Loop Quantum Gravity for everyone

    புத்தக மதிப்புரை: Loop Quantum Gravity for everyone

    முனைவர் நடராஜன் ஸ்ரீதர்
    ஆற்றல் அறிவியல் துறை
    அழகப்பா பல்கலைக்கழகம்
    காரைக்குடி
    natarajangravity@gmail.com

    கடந்த முறை நாம், வல்லமை இதழில் அஸ்றோபிசிக்ஸ் பார் பீபுள் இன் ஹர்ரி என்ற புத்தகம் குறித்த விமர்சனத்தை பார்த்திருந்தோம்[1]. அதேபோல தற்போதும் இன்னொரு சிறப்பு வாய்ந்த புத்தகமான லூப் குவாண்டம் கிராவிட்டி பார் எவரிவொன் (Loop Quantum Gravity for everyone) என்ற புத்தகத்தைப் பற்றித் தெரிந்துகொள்ள இருக்கிறோம்.

    லூப் குவாண்டம் கிராவிட்டி பார் எவரிவொன் என்ற இந்த புத்தகம் [2]  ஆங்கிலத்தில் ருடால்போ காம்பினி மற்றும் ஜோர்ஜ் புல்லின் ஆகியோரால் எழுதப்பட்டுள்ளது. இப் புத்தகம் வளைத்தன்மைக்  குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் பற்றிப் பொதுமக்கள் புரித்துகொள்ளும் வகையில் அறிவியலை அலசுகிறது.

    வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் என்ற ஒரு தத்துவம் ஈர்ப்பு விசையைக் குவாண்டமாக்கல் செயல்முறைக்கு உட்படுத்துவதற்காக மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு அறிவியல் வழிமுறை ஆகும். இதைப்பற்றி தமிழில் எமது அறிமுகக் கட்டுரைகள் கூட ஏற்கனவே வெளியாகி உள்ளது [3]. இந்த வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் குறித்த விஷயங்களை அதன் வரலாற்றுப் பின்னணியில் இருந்து இப்புத்தகம் ஆரம்பிக்கிறது.

    இந்நூலின் முதல் அத்தியாயத்தில் வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் தத்துவம் எவ்வாறு ஐன்ஸ்டைனின் தத்துவத்தைக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் தத்துவத்திற்குப் புகுத்த முற்படுகிறது என்பதை விளக்க முயல்கிறது. மேலும் வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் தத்துவம் அதிர்விழைத் தத்துவத்தில் இருந்து எவ்வாறு மாறுபடுகிறது என்பதையும் விளக்குகிறது.

    மேலும் இது ஏன் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் தத்துவங்களை ஆய்வுச் சோதனைகள் வாயிலாகக் கண்டறிய முடியாது என்பதையும் வரையறுக்கிறது.

    இந்நூலின் இரண்டாவது அத்தியாயத்தில் மின்காந்த அலைகளைப் பற்றி எழுத்தாளர்கள் விவரிக்கின்றனர். மேக்ஸ்வெல் அவர்களின் ஆய்வுகளைப் பற்றி விளக்கிவிட்டு பின்னர் நான்கு வகையான அடிப்படை விசைகளைப் பற்றி விவரிக்கிறது இந்நூல்.

    அடிப்படை விசைகள் யாங்-மில்ஸ் தத்துவங்களில் ஊடாக எவ்வாறு பொதுமைப்படுத்தப் படுகிறது என்பதையும் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டிவிட்டு, அது எவ்வாறு வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல்  தத்துவத்திற்கு உட்படுத்தப்படுகிறது என்பதையும் விரித்துரைக்கிறது. 1666 இல் நியூட்டன் ஆல் கண்டறியப்பட்ட ஈர்ப்பியல் தத்துவம் பின்னாட்களில் ஐன்ஸ்டைனால் எவ்வாறு மேம்பாடு செய்யப்பட்டது குறித்தும், பொது சார்பியல் தத்துவம் ஈர்ப்பியலை எவ்வாறு தெளிவுறுத்துகிறது என்பதையும் இந்நூல் சிலாகிக்கிறது.

    குறிப்பாக பொது சார்பியல் தத்துவத்தின் வாயிலாகப் புதன் கிரகத்தின் சுற்றுவட்டப் பாதை ஒரு நூற்றாண்டுக்கு 40 ஆர்க் நொடி அளவில் எவ்வாறு மாறுபாடு அடைகிறது என்பதை இந்நூல் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது. மேலும் இரு கனமான பொருட்களுக்கு இடையே செயல்படும் ஈர்ப்பு என்பது விசை என்பதாக இல்லாமல் அவை காலவெளியில் வளைவில் விளைவாக இருக்கும் என்று சார்பியல் தத்துவத்தை பற்றி எளிமையாக விளக்குகிறது. இதிலிருந்து குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் தத்துவத்திற்கு எவ்வாறு செல்வது என்ற கேள்வியுடன் இந்த அத்தியாயம் முடிவடைகிறது.

    மூன்றாவது அத்தியாயத்தில் குவாண்டம் தத்துவம் விளக்கப்படுகிறது.  குவாண்டம் தத்துவத்தின் அடிப்படைப் பண்புகளான கதிர்வீச்சு, அணுக்களின் இயக்கம் மற்றும் அணுவின் ஆற்றல் மட்டங்களில் இருந்து ஆற்றல்கள் உமிழப்படுதல் மற்றும் உறிஞ்சப்படுதல் ஆகியவை குறித்தும் இந்த அத்தியாயம் விவரிக்கிறது. மேலும் இந்த அத்தியாயத்தில் குவாண்டம் இயற்பியலின் முக்கிய சோதனையான இரட்டைப் பிளவு சோதனை பற்றியும் துகள்-அலைக் கோட்பாடு பற்றியும் எளிமையாக எழுதப்பட்டுள்ளது.

    மேலும் இந்த அத்தியாயத்தில் குவாண்டம் இயற்பியலில் அடிப்படைக் கூறுகளான மாறாமை மற்றும் வகையீட்டுச் செயலொப்புமை ஆகியவை விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

    இப்புத்தகத்தில் மையக்கருத்தான, வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் குறித்து பேசும் ஒரு முழு அத்தியாயமாக நான்காம் அத்தியாயம் அமைகிறது. இத் தத்துவத்தின் வரலாறு பாரடே மின்னியக்க விதிகளில் ஆரம்பித்து பின்னர் யாங் மில்ஸ் தத்துவத்தின் ஊடாக 1986ல் அபய் அஷ்டேகர் எவ்வாறு பொது சார்பியல் தத்துவத்தை வரையறுத்தார் என விவரிக்கிறது.

    வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் என்னும் தொடரில் வளைப்பண்பு என்பது எவ்வாறு சேர்க்கப்பட்டுள்ளது என்பதை இயற்பியல் ரீதியாக இந்த அத்தியாயம் விளக்குகிது. மேலும் கார்லோ ரோவல்லி, லீ ஸ்மோலின் போன்ற அறிவியல் அறிஞர்கள் இந்தத் தத்துவத்திற்கு எவ்வாறு பங்களிப்பு செய்தனர் என்பதையும் இந்த அத்தியாயம் விவரிக்கிறது. குறிப்பாக கால வெளியில் குவாண்டமாக்கல்  என்பது எவ்வாறு நிகழ்த்தப்படுகிறது என்பதை பாமரரும் புரியும் வண்ணம் இந்த அத்தியாயம் விளக்குகிறது.

    பின்வரும் இரண்டு அத்தியாயங்களில் இந்த தத்துவம் எவ்வாறு கருந்துளைகள் மற்றும் பிரபஞ்ச இயக்கவியலில் புகுத்தப்படுகிறது மற்றும் அதன் மூலம் எவ்வாறு தற்போதுள்ள நடைமுறை முடிவுகள் மாற்றம் பெறுகின்றன என்பதையும் மிக நீண்ட விளக்கமாக விவாதிக்கிறது.  குறிப்பாக பிரபஞ்சப் பின்புல வெப்பநிலைத் தகவல் மூலம் பெறப்படும் தரவுகள் வாயிலாக பிரபஞ்சம் அதன் ஆரம்ப நிலையில் எவ்வாறு இருந்திருக்கக்கூடும் என்பதை இத்தத்துவம் வாயிலாகத் துல்லியமாகக் கணிக்கக் கூடுமென முன்மொழியப்படுகிறது.

    ஏழாம் அத்தியாயம் இத்தத்துவத்தின் அடுத்த கட்ட முன்னேற்றங்கள் பற்றி விளக்குகிறது. குறிப்பாக, தற்சுழல் நுரை[4] பற்றி விவரித்து, அது எதிர்காலத்தில் எந்த அளவு அடிப்படை இயற்பியலில் நமது புரிதலை மாற்றக்கூடும் என்பது குறித்தும் எழுத்தாளர்கள் எழுதியுள்ளனர்.

    பின்வரும் அத்தியாயங்கள் இத்தத்துவத்தின் வெவவேறு முன்னேற்றங்களைப் பற்றி விவரித்து விட்டு, புத்தகத்திற்கு முடிவுரை எழுதப்பட்டுள்ளது.

    இந்தப் புத்தகம் அதிக அளவு தொழில்நுட்ப விஷயங்களை விவரிக்காமல், மிகச் சுருக்கமாக, மிகக் கச்சிதமாக பொதுமக்களும் புரியும் வண்ணம் வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல்  பற்றி விளக்கியுள்ளது.

    ஏற்கெனவே நாம் அவசரத்தில் செல்வோருக்கான வான இயற்பியல் என்றும் புத்தகத்தைப் பற்றித் தெரிவித்திருந்தோம். அதேபோல இந்தப் புத்தகத் தலைப்பையும் அவசரத்தில் செல்வோருக்கான வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் என்று வைத்திருக்கலாம். அந்த அளவிற்கு புத்தகம் வெகு வேகமாகச் செல்கிறது.

    வளைப்பண்புக் குவாண்டம் ஈர்ப்பியல் என்ற தத்துவத்தை எளிய ஆங்கிலத்தில் புரிந்துகொள்ள முயல்வோருக்கு, இந்தப் புத்தகம் மிகவும் கைகொடுக்கும்.

    உசாத்துணைகள்

    [1] நடராஜன் ஸ்ரீதர், புத்தக மதிப்புரை : அஸ்றோபிசிக்ஸ் பார் பீபிள் இன் ஹர்ரி,   வல்லமை, 2021
    https://www.vallamai.com/?p=103375

    [2] Gambini, Rodolfo, and Jorge Pullin. Loop quantum gravity for everyone. World Scientific, 2020.

    [3]  நடராஜன் ஸ்ரீதர், வளைய குவாண்டம் ஈர்ப்புவிசை ஓர் அறிமுகம். முழுமை அறிவியல் உதயம் 13(1). 10411 – 10418, 2021
    https://www.researchgate.net/publication/338816881_valaiya_kuvantam_irppuvicai_or_arimukam

    [4] நடராஜன் ஸ்ரீதர், நாகேஸ்வரன் ராஜேந்திரன், பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பில் தற்சுழல் நுரை.  முழுமை அறிவியல் உதயம் 14(4). 56 – 74, 2021
    https://www.researchgate.net/publication/351978276_pirapancak_kattamaippil_tarculal_nurai

    Share
  • புத்தக மதிப்புரை : Astrophysics for People in a Hurry

    புத்தக மதிப்புரை : Astrophysics for People in a Hurry

    முனைவர் நடராஜன் ஸ்ரீதர்
    ஆற்றல் அறிவியல் துறை
    அழகப்பா பல்கலைக்கழகம்
    காரைக்குடி
    natarajangravity@gmail.com

    Astrophysics for People in a Hurry என்ற புத்தகம் (தமிழில்  அவசரமாய் செல்வோருக்கு வான இயற்பியல்  என்று சொல்லலாம்) மிகப்பெரும் இயற்பியலாளர் நீல் டீகிரீஸ் டைசன் என்பாரால் எழுதப்பட்டுள்ளது. புத்தகம் வானியல் குறித்த பல்வேறு விஷயங்களை அலசுகிறது. பிரபஞ்சத்தின் முதல் நிமிடங்கள், விண்மீன்கள், விண்மீன் கூட்டங்கள், கோள்கள், வானத்திலுள்ள வேதியியல் மூலக்கூறுகள் ஆகியவற்றைப் பற்றி இந்நூல் விரிவாக அலசுகிறது.

    இப்புத்தகத்தில் என்னென்ன விஷயங்கள் அலசப்பட்டுள்ளது என்பது குறித்து இக்கட்டுரையில் சுருக்கமாகக் காண்போம்.

    காமா கதிர்கள் முதல் ரேடியோ அலைகள் ஈறாக ஒட்டுமொத்த மின்காநத அலைகளைப் பற்றி மிக விரிவாக விளக்குகிறார் டைசன். எந்தெந்த அலை நீளங்களைக் கொண்டு எந்தெந்த வானியற்பியல் பொருட்கள் கண்டுபிடிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் குறித்தும் தெளிவுற விளக்குகிறார். உதாரணமாக மைக்ரோ அலைகளைக் கொண்டு பிரபஞ்சத்தின் பின்புல  வெப்பநிலையைக் கணக்கிடலாம் என்றும், ரேடியோ அலைகளைக் கொண்டு துடிப்பு விண்மீன்களைப் பற்றித் தெரிந்து கொள்ளலாம் எனவும் விரிவாக விளக்குகிறார். நமது கண்கள் எவ்வகையான ஒளிகளைத் தெரிந்துகொள்ளும் மற்றும் நாம் கண்ணால் காணும் ஒளிகளைத் தவிர பிரபஞ்சம் எந்த அளவு மின்காந்த அலைகளால்

    நிரப்பப்பட்டுள்ளது என்பதையும் அனைவரும் புரிந்து கொள்ளும் வண்ணம் எளிய முறையில் விளக்கியுள்ளார்  டைசன்.

    இந்நூலின்  முதல் அத்தியாயம் பிரபஞ்சம் தோன்றிய ஆரம்ப நிமிடங்களைப் பற்றி விரிவாக விளக்குகிறது. முதல் மூன்று நிமிடங்களில் பிரபஞ்சம் எவ்வாறு இருந்திருக்கக்கூடும் என்பதில்  ஆரம்பித்து பூமியின் உருவாக்கம் வரை முதல் அத்தியாயம் தெளிவாக விளக்குகிறது. முதல் எலக்ட்ரான் தோன்றியதிலிருந்து பிரபஞ்சத்தில் இன்றைய நிலை வரை சற்று விரிவாகவே அலசுகிறது முதல் அத்தியாயம்.

    இரண்டாவது அத்தியாயம் பூமியைப் பற்றி விளக்குகிறது. பூமியில் உள்ள சிறப்புமிக்கத் தனிமங்கள் மற்றும் பூமியிலிருந்து நாம் செய்த சாதனைகள், விண்வெளிப் பயணத்தில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள் ஆகியவை குறித்து விவரிக்கிறார் டைசன்.  நட்சத்திரக் கூட்டங்களுக்கு இடையே உள்ள வெளியைப் பற்றி மிக விரிவாகப் பின்வரும் அத்தியாயங்களில் விளக்குகிறார்.  மேலும் நட்சத்திரக் கூட்டங்களின் இயக்கங்கள் பற்றியும் மற்றும் அவற்றின் வடிவங்கள் பற்றியும் தெளிவாக அந்தந்த அத்தியாயத்தில் விளக்குகிறார்.

    பல விந்தையான செய்திகளையும் இந்த புத்தகத்தில் அள்ளித் தெளிக்கிறார். உதாரணமாக பிரபஞ்ச பின்புல வெப்ப நிலையைக் கண்டறிய செய்யப்பட்ட ஆய்வில் ஆரம்பகட்டத்தில் ஒரு சில குறிப்பிட்ட மாற்றங்கள் அதன் தரவுகளில் கிடைத்தனவாம். இது பெல் ஆய்வுகூடத்தில் நிகழ்ந்தது. இதை ஆரம்பத்தில் கண்டறிந்த பொறியிலாளர்கள் மீண்டும் மீண்டும் இவ்வகையான தரவு மாறுதல்கள் இருப்பதைக் கண்டறிந்தனராம்.  அது  என்னவென்று தேடிப் பார்த்தபோது அந்த அலைவாங்கியில் புறாவின் எச்சங்கள் இருந்தது கண்டுபிடிக்கப்பட்டதாம். அதுவே அந்த தரவுகளில் சில மாறுதல்களை கொடுத்தது என்றும் அவர் விந்தையாக சில வரலாற்றுத் தகவல்களை தெரிவிக்கிறார்.

    இந்த பிரபஞ்சத்தின் விந்தையான விஷயங்களில் ஒன்று டார்க் மேட்டர் என்று அழைக்கப்படக்கூடிய இருள் பொருள்.  இதன் கண்டுபிடிப்பு  மற்றும் இது எவ்வாறு ஈர்ப்பியல் ரீதியாக விண்மீன் பேரடைகள் மீது ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது என்பதைக் குறித்தும் அத்தியாயம் ஐந்தில் விவரிக்கிறார் டைசன். இருள் பொருள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட விந்தையான வரலாற்றுச் செய்தியையும் விளக்குகிறார்.

    எந்தெந்தத் தனிமங்கள் எவ்வாறு கண்டுபிடிக்கப்பட்டன என்பது குறித்து விரிவாக அலசுகிறார் நீல் டிகிரீஸ் டைசன். பூமிக்கு வெளியே கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதல் தனிமம் என்பது ஹீலியம் எனத் தெரிவிக்கிறார். ஐன்ஸ்டைனின் பெயரில் கூட ஒரு தனிமம் இருக்கிறதாம். மேலும் எவ்வாறு இத்தகைய தனிமங்கள் பூமிக்கு வந்திருக்கக் கூடும் என்பதையும் அவர் தெரிவிக்கிறார். பிரபஞ்சம் முழுவதும் ஹைட்ரஜன் நிறைந்திருந்தாலும் எவ்வாறு பூமியில் இத்தகைய அதிகமான உலோகங்கள் செறிந்துள்ளன என்ற கேள்விக்கு பதிலாக இவையெல்லாம் நட்சத்திரங்களின் வெடிப்பிலிருந்து வந்திருக்கக் கூடும் எனத் தெரிவிக்கிறார். கதிரியக்கத் தனிமங்களின் விசித்திரமான பண்புகளையும் டைசன் இப்புத்தகத்தில் பட்டியலிடுகிறார்.

    ஐன்ஸ்டைன் தனது புலக் கொள்கையை வெளியிட்ட பிறகு அவர் தனது தத்துவத்தில் உள்ள மிகப்பெரும் தவறு என்று குறிப்பிட்ட பிரபஞ்சவியல் மாறிலி எவ்வாறு தற்போது இருள் ஆற்றலாக ஆய்வாளர்களால் விளங்கிக் கொள்ளப்பட்டுள்ளது என்று அத்தியாயம் ஆறில் விரிவாக எழுதுகிறார். இருள் ஆற்றல் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் விரிவு ஆகியவற்றை அலசுகிறது இந்த அத்தியாயம்.  எவ்வாறு நெபுலாக்களைக் கொண்டு பிரபஞ்சம் விரிவடைவதையும் மற்றும் இருள் ஆற்றலின் இருப்பு குறித்தும் விளக்கம் தரப்படுகிறது என்பதை இந்த அத்தியாயம் மிக விரிவாகவே விளக்குகிறது.

    ஒன்று தெரியுமா நீல் டிகிரீஸ் டைசனின் பெயரில் எரிகல் ஒன்று உள்ளது. 2000மாவது ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ள ஒரு எரிகல்லுக்கு 13123-டைசன் என்று நீல் டிகிரீஸ் டைசனின் பெருமைகளைப் பறைசாற்றும் விதமாக பெயர் சூட்டப்பட்டுள்ளது.

    நாம் வேற்றுக்கிரக உயிரினங்களை அறிவியலின் வளர்ச்சியின் நீட்சியாகத் தேடி வருகிறோம். வேற்றுகிரகத்தில் ஏதாவது உயிர் இருக்குமா அல்லது வேற்று கிரகவாசிகள் பூமிக்கு வந்திருப்பார்களா என்பது போன்ற கேள்விகளை முன்னிறுத்தி அறிவியல்  தமது தேடலை நிகழ்த்திக் கொண்டிருக்கிறது.  இந்நூலின் பத்தாவது அத்தியாயத்தில் அத்தகைய தேடல் குறித்தும்

    டைசன் விளக்குகிறார். வேறு கிரகங்களில் உயிர்கள் வாழ்வதற்குத் தகுதியானவை என்பதை எவ்வாறு கண்டறிவது என்றும் மேலும் எத்தகைய அறிவியலை அடிப்படையாகக் கொண்டு வேற்று கிரகங்களைப் பற்றி நாம் தெரிந்து கொள்கிறோம் என்பது குறித்தும் விரிவாக எழுதுகிறார் டைசன். உதாரணமாக ஒரு  நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வரும் ஒரு கிரகத்தைக் கண்டறிய, அதன் பிரகாசம் குறைவதை வைத்து கணக்கீடுகள் செய்து ஒரு கிரகத்தில் இயங்கியலைக் கணக்கிட முடியும் என்று தெரிவிக்கிறார். மேலும் ஒரு கிரகத்தில் பட்டு பிரதிபலிக்கும் ஒளியைக் கொண்டு அக்கிரகத்தின் என்னென்ன வேதியல் மூலக்கூறுகள் இருக்கக்கூடும் என்பதையும் விரிவாக விளக்குகிறார். இவையெல்லாம் வைத்து ஒரு வேளை அறிவார்ந்த வேற்று கிரக உயிரினங்கள் பூமியைத் தேடினால் அவைகள் பூமியை எந்தெந்த வகையில் பூமியின் இருப்பைக் கணக்கிட முடியும் என்பதையும் டைசன் மிக விரிவாக விளக்குகிறார். வேற்றுக்கிரக உயிரினங்களின் பார்வையில் பூமியை ஒரு அறிவார்ந்த உயிரினங்கள் வாழும் கோளாகக் கணக்கிட்டு அதன் இருப்பிடத்தைப் பற்றி விளக்குகிறார்.

    இப்புத்தகத்தின் பதினோராவது அத்தியாயத்தில் உலகில் சமநிலையற்றத் தன்மையை விவரிக்கிறார். நாமெல்லாம் வானத்தை உற்று நோக்கிக் கொண்டிருக்கும் போது பூமியில் பல்வேறு குழப்பமான சூழல்கள் நிகழ்கின்றன என்பதை அவர் மறுக்கவில்லை. சமூக வாழ்வில் உள்ள ஏற்றத் தாழ்வுகளையும் அவர் கடுமையாகச் சாடுகிறார்.

    இந்த அற்புதமான புத்தகம் அறிவியலை ஆர்வத்துடன் கற்றுக் கொள்ளவும் மற்றும் பிரபஞ்சவியலின் வரலாற்றைப் புரிந்துகொள்ளவும் அனைவரும் படிக்க வேண்டிய புத்தகம். வாங்கிப் படித்துப் பயன்பெறுங்கள்.

    Share