भारताचे (चंद्रावर) यशस्वी पाऊल
चंद्र हा संपूर्ण मानवजातीसाठी नेहमीच आकर्षणाचा बिंदू राहिला आहे. मानव चंद्रावर वस्ती करण्यासाठी योग्य वातावरण आहे का याचा ठावा घेत आहे. या संदर्भातील अभ्यासासाठी विविध देशांनी आपापले अंतराळ यान चंद्रावर पाठवले आहे. भारताने ही अवकाश संशोधन क्षेत्रामध्ये आपले पाय रोवले आहेत. इंडियन स्पेस रिसर्च ऑर्गनायझेशन अर्थात इस्रो ही अंतराळ संशोधनातील आघाडीची संस्था असून भारताने चंद्रावरील पहिल्या चंद्रयान मोहीमेतील अंतराळयान २२ ऑक्टोबर २००८ रोजी श्रीहरीकोटा येथून प्रक्षेपित केले होते. त्यापाठोपाठ चंद्रयान दोन २२ जुलै २०१९ रोजी तर चंद्रयान तीन हे १४ जुलै २०२३ रोजी प्रक्षेपित करण्यात आले.
चंद्रयान ३ मोहिमेबद्दल तुम्हाला इंटरनेटवर असंख्य लेख, फोटो आणि व्हिडिओ सापडतील, परंतु एक भारतीय नागरिक आणि एक जिज्ञासू संशोधक त्यामागील विज्ञान आणि अवकाशयानामध्ये वापरल्या जाणार्‍या वैज्ञानिक उपकरणांबद्दल विश्लेषणात्मक माहिती शोधत असतो. राष्ट्राच्या ध्येय आणि यशाबद्दल तुम्हाला अधिक अंतर्दृष्टी देण्यासाठी आम्ही या मुद्द्यांवर लक्ष केंद्रित करण्याचा प्रयत्न केला आहे.
पण प्रश्न हा आहे की या अवकाश मोहिमांची गरज का आहे?
चंद्रावरील मोहिमांसह अवकाश संशोधन मोहिमा विविध महत्त्वाच्या कारणांसाठी हाती घेतल्या जातात:
वैज्ञानिक शोध: अंतराळ मोहिमा पृथ्वीपेक्षा खूप वेगळ्या वातावरणात प्रयोग करून वैज्ञानिक संशोधन करण्याची अनोखी संधी देतात. सूर्यमालेचा इतिहास, ग्रहांची निर्मिती, चंद्र तसेच त्याच्या भूगर्भशास्त्रात अंतर्दृष्टी प्रदान करते. हे ज्ञान आपल्या विश्वाच्या व्यापक आकलनामध्ये महत्त्वपूर्ण योगदान देते.
तांत्रिक प्रगती: अंतराळ मोहिमाद्वारे तांत्रिक प्रगती ची वृद्धी होते. मोहिमांमुळे अनेकदा पृथ्वीवर उपयुक्त अशा नवीन तंत्रज्ञानाची निर्मिती होते. यामध्ये पदार्थविज्ञान, रोबोटिक्स, दूरसंचार आणि इतर अनेक क्षेत्रातील प्रगतीचा समावेश आहे.
संसाधन शोध: या खगोलीय ग्रहांवर पाणी, बर्फ, वातावरण, खनिजे आणि दुर्मिळ घटक यांसारखी मौल्यवान संसाधने असू शकतात. ही संसाधने भविष्यात चंद्रावरील वसाहती उभारण्यासाठी, अंतराळ प्रवास सोयीस्कर करण्यासाठी तसेच पृथ्वीवरील उद्योगांसाठी कच्चा माल पुरवठा करण्यासाठी वापरली जाऊ शकतात.
ग्रहांचे संरक्षण: लघुग्रह आणि धूमकेतूंमुळे निर्माण होणारे संभाव्य धोके अधिक चांगल्या प्रकारे समजण्यास या मोहीमांद्वारे मदत होईल. धोकादायक वस्तू पृथ्वीपासून दूर विचलित करणे अशा प्रकारची ग्रहांच्या संरक्षणासाठी धोरणे अंतराळ संस्था विकसित करू शकतात.
प्रेरणा आणि शिक्षण: विशेषत: तरुण पिढ्यांना विज्ञान, तंत्रज्ञान, अभियांत्रिकी आणि गणित या विषयांमध्ये करिअर करण्यासाठी अंतराळ मोहिमा प्रेरित करतात. या मोहिमा नवलाईबद्दल आकर्षण आणि कुतूहलाचे स्रोत म्हणून काम करतात. विद्यार्थ्यांना ज्ञानाच्या कक्षा जाणून वृद्धिंगत करण्यास प्रवृत्त करतात.
आंतरराष्ट्रीय सहयोग: अवकाश संशोधन मोहिमांमध्ये अनेकदा अनेक देशांमधील सहकार्याचा समावेश असतो. हि गोष्ट शांतता, आंतरराष्ट्रीय सहकार्य आणि मुत्सद्देगिरीला प्रोत्साहन देते तसेच आतंरराष्ट्रीय सद्भावना वाढवते.
आर्थिक लाभ: अंतराळ उद्योगात आर्थिक विकासाला चालना देण्याची क्षमता आहे. अतंराळ तंत्रज्ञान आणि संशोधनामधील गुंतवणुकीमुळे नोकरीसंधी, आर्थिक विकासाला चालना आणि नवीन बाजारपेठ खुली होऊ शकते.
मानवी विस्तार: चंद्र मोहिमेला मंगळ आणि त्यापलीकडील शोधासाठी मैलाचा दगड म्हणून पाहिले जाते. चंद्रावरील मानवतळ भविष्यातील खोल-अंतरिक्ष मोहिमांसाठी आवश्यक अनुभव आणि पायाभूत सुविधा बनू शकते.
पर्यावरणीय संशोधन: ग्रह ताऱ्यांचा अभ्यास पृथ्वीच्या वातावरणाबाबत अधिक माहिती देऊ शकतो. उदाहरणार्थ, चंद्राच्या प्रभावांचा इतिहास समजून घेतल्याने पृथ्वीच्या भूगर्भशास्त्रीय भूतकाळाबद्दल आणि संभाव्य धोक्यांची माहिती मिळू शकते.
आंतरराष्ट्रीय प्रतिष्ठा: अंतराळ संशोधन देशाची जागतिक प्रतिष्ठा वाढवू शकते. यशस्वी मोहिमा देशाच्या तांत्रिक आणि वैज्ञानिक उपलब्धीचे द्योतक असतात, ज्यामुळे आंतरराष्ट्रीय पत सुधारते.
थोडक्यात, चंद्रावर लक्ष केंद्रित केलेल्या अवकाश संशोधन मोहिमा, विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीपासून ते भावी पिढ्यांना प्रेरणा देण्यापर्यंत आणि आपल्या ग्रहासमोरील गंभीर आव्हानांना तोंड देण्यापर्यंत अनेक उद्देश पूर्ण करतात. ह्या मोहिमा मानवजातीच्या कुतूहल, चातुर्य आणि ब्रह्मांड समजून घेण्याच्या आकांक्षेचा पुरावा आहेत. त्यामुळे या मोहिमा गरजेच्या आहेत.
चंद्रयान १
भारताचे दिवंगत पंतप्रधान भारतरत्न अटलबिहारी वाजपेयी यांनी १५ ऑगस्ट २००३ रोजी चंद्रयान १ या महत्वाकांक्षी प्रकल्पाची घोषणा केली होती. हा प्रकल्प भारताच्या अंतराळ कार्यक्रमातील एक महत्त्वाचा टप्पा होता. १९९९ मध्ये चंद्रावर वैज्ञानिक मोहीम पाठवण्याची कल्पना प्रथम इंडियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या बैठकीत मांडली होती आणि त्यानंतर २००० मध्ये अस्ट्रोनॉटिकल सोसायटी ऑफ इंडिया (एएसआय) गटाने त्यावर काम करण्यास सुरुवात केली. पुढे नोव्हेंबर २००३ मध्ये, भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेकडे मोहीम पार पाडण्यासाठी आवश्यक कौशल्ये आणि ज्ञान असल्याचे लक्षात आल्यानंतर भारत सरकारने चांद्रयान मोहिमेच्या संकल्पनेला मान्यता दिली.
चंद्रयान १ मोहिमेने चंद्राचा अभ्यास करण्यासाठी स्वदेशी तंत्रज्ञान विकसित केल्यामुळे भारताच्या अंतराळ कार्यक्रमाला मोठी चालना मिळाली. चंद्राच्या पृष्ठभागापासून १०० किलोमीटरवरून भ्रमण करत चंद्राच्या रासायनिक खनिज आणि भूगर्भीय मॅपिंगसाठी डेटा गोळा करणे हे या मोहिमेचे मुख्य उद्दिष्ट होते. या मोहिमेत ऑर्बिटर (परिभ्रमण अंतराळयान) आणि इम्पॅक्टरचा (आदळणारी वस्तू) समावेश होता. या यानात विविध प्रकारची अकरा वैज्ञानिक उपकरणे बसविली होती. सदर उपकरणे भारत, अमेरिका, इंग्लंड, जर्मनी, स्वीडन आणि बल्जेरिया आदी देशांनी बनवली होती.
चंद्रयान १ मोहिमेची उद्दिष्टे:
१. भारतीय बनावटीच्या प्रक्षेपण वाहनाचा वापर करून चंद्राभोवती परिक्रमण करणाऱ्या अवकाशयानाची रचना, विकास आणि प्रक्षेपण करणे.
२. अंतराळयानावर उपकरणे वापरून सतत निरीक्षणे पाठवणारी वैज्ञानिक प्रयोग करणे.
३. चंद्राच्या पृष्ठभागाचे रासायनिक आणि खनिज मॅपिंग करणे. विशेषतः मॅग्नेशियम, अल्युमिनियम, सिलिकॉन, कॅल्शियम, लोह, टायटॅनियम, रेडॉन, युरेनियम आणि थोरियम या मूलद्रव्यांचे मॅपिंग करणे.
४. वैज्ञानिक ज्ञानवृद्धीच्या दृष्टीने भविष्यातील सॉफ्ट-लँडिंग मोहिमेसाठी प्राधान्याने चंद्राच्या पृष्ठभागावर उप-उपग्रह (मून इम्पॅक्ट प्रोब - एमआयपी) चा प्रभाव तपासणे.
१४ नोव्हेंबर २००८ रोजी मून इम्पॅक्ट प्रोब चंद्राच्या पृष्ठभागापासून सुमारे १०० किमी अंतरावर ऑर्बिटरपासून विलग झाले आणि तीस मिनिटांचा फ्री फॉल सुरू झाला. फ्री फॉल दरम्यान प्रोब ऑर्बिटर मधील उपग्रहांस माहिती पाठवू लागला, जी माहिती पुढे पृथ्वीवरील सेंटरला मिळत राहिली. तसेच महत्वाचे म्हणजे त्याने भारताच्या पुढील प्रस्तावित चंद्र मोहिमेदरम्यान चंद्राच्या पृष्ठभागावर रोव्हरच्या लँडिंगच्या तयारीसाठी आवश्यक मोजमाप आणि निरीक्षणे केली. प्रोब नियंत्रित पद्धतीने दक्षिण ध्रुवावर शेकलटन क्रेटरजवळ (जवाहर पॉइंट) आदळला. एमआयपी डेटाचे वैज्ञानिक विश्लेषण केल्यानंतर, भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेने चंद्राच्या मातीत पाण्याच्या अस्तित्वाची पुष्टी केली. ते बराच काळ पृथ्वी स्थानकांना डेटा पाठवत होते.
चंद्रयान १ ही मोहीम दोन वर्षासाठी होती परंतु तांत्रिक बिघाडामुळे ती ३१२ दिवस चालली. तेव्हा ऑर्बिटरच्या स्टार ट्रॅकरमध्ये बिघाड आणि खराब थर्मल शील्डिंगसह अनेक तांत्रिक समस्या येऊ लागल्या. २८ ऑगस्ट २००९ रोजी चंद्रयान १ चा संपर्क तुटल्याने इस्रोने अधिकृतपणे मोहीम संपुष्टात आल्याचे घोषित केले. तथापि चंद्रावरील पाण्याचा शोधासह मोहिमेने आपली बहुतांश उद्दिष्टे साध्य केली होती तसेच पुढील राष्ट्रीय चांद्रयान मोहिमेचा पाया रचला होता. या मोहिमेसह, इस्रो ही चंद्राच्या पृष्ठभागाला स्पर्श करणारी पाचवी आतंरराष्ट्रीय अंतराळ संस्था बनली होती.
चंद्रयान २
चंद्रयान १ मोहिमेच्या यशानंतर चंद्रयान मालिकेतील ही दुसरी मोहीम होती. चंद्रयान २ चा प्राथमिक उद्देश चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवीय क्षेत्राचा अभ्यास करणे व विविध प्रयोग करून निरीक्षणे करणे हा होता. २२ जुलै २०१९ रोजी आंध्र प्रदेशातील सतीश धवन अंतराळ केंद्रातील प्रक्षेपण केंद्रातून चंद्रयान २ अंतराळ यानाचे प्रक्षेपण करण्यात आले. २० ऑगस्ट २०१९ रोजी हे यान चंद्राच्या कक्षेत गेले. लँडर आणि रोव्हर ६ सप्टेंबर २०१९ रोजी दक्षिण ध्रुवीय प्रदेशात सुमारे ७०° दक्षिण अक्षांशावर चंद्राच्या बाजूने उतरणार होते. तथापि, लँडरचा लँड प्रयत्न चालू असताना विचलित झाल्याने तो क्रॅश झाला. सॉफ्टवेअरमधील त्रुटींमुळे हा अपघात झाला. चांद्रयान-१ यशस्वी होऊनही ही मोहीम अयशस्वी ठरली असे असले तरी या मोहीमेतून काही सकारात्मक निरीक्षणे पुढील मोहिमेसाठी मिळाली होती. नक्की काय झाले ते पाहूया.
चंद्रयान २ मध्ये तीन घटक होते:
१. ऑर्बिटर: ऑर्बिटर हे एक अंतराळयान आहे जे चंद्राभोवती फिरते आणि रिमोट सेन्सिंग उपकरणांसाठी माध्यम म्हणून काम करते. हे चंद्राच्या कक्षेतून निरीक्षणे घेते, चंद्राचा पृष्ठभाग, खनिज रचना आणि वातावरणाबद्दल मौल्यवान माहिती गोळा करते.
२. विक्रम लँडर: दक्षिण ध्रुवाजवळ चंद्राच्या पृष्ठभागावर सॉफ्ट लँडिंग करण्यासाठी विक्रम लँडरची रचना करण्यात आली होती. याने प्रज्ञान रोव्हर वाहून नेले, ज्याचा उद्देश चंद्राच्या पृष्ठभागाचा शोध घेणे, मातीच्या नमुन्यांचे विश्लेषण करणे आणि माहिती पृथ्वीवर पाठवणे हे होते. दुर्दैवाने, लँडरने उतरताना इस्रोशी संपर्क तुटला आणि चंद्रावर क्रॅश-लँड झाले.
३. प्रज्ञान रोव्हर: प्रज्ञान रोव्हर चंद्राच्या पृष्ठभागाचे अन्वेषण करण्यासाठी, माती, खडकांचे नमुने विश्लेषित करण्यासाठी आणि प्रयोग करण्यासाठी बनविले होते.
चंद्रयान २ मोहिमेची अनेक प्राथमिक उद्दिष्टे होती, यामध्ये: चंद्राच्या पृष्ठभागावर, विशेषतः दक्षिण ध्रुवीय प्रदेशात सॉफ्ट लँडिंग साध्य करणे हे महत्वाचे होते तसेच चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशात पाण्याच्या बर्फाचे वितरण आणि विपुलता मोजणे हेही तितकेच महत्वाचे होते.
मोहिमेतील विक्रम लँडर चंद्रावर उतरवताना तांत्रिक अडचणी आल्यामुळे क्रॅश लँडिंग झाले. चंद्रावर लँडर उतरवताना उभ्या सरळ रेषेत ना उतरवता त्याच्या कक्षेची वक्रता हळू हळू वाढवत आणि त्याचबरोबर वेग कमीत कमी करून मग उभ्या सरळ रेषेत उतरवणे हे अपेक्षित होते. हा टप्पा "फाईन-ट्यूनिंग" फेज म्हणून ओळखला जातो. विक्रमने नियोजित मार्गाने चंद्राच्या पृष्ठभागाकडे उतरण्यास सुरुवात केली होती. त्याचा वेगही अत्यल्प करण्यात यशही आले होते. आता लँडर च्या अंतिम टप्प्यात ज्यावेळी लँडर चंद्राच्या पृष्ठभागाकडे उभ्या रेषेत मार्गक्रमण सुरु करणार इतक्यात लँडरशी अनपेक्षितपणे संपर्क तुटला.
संपर्क तुटल्यामुळे इस्रो पृथ्वीवरून लँडर चे नियंत्रण करू शकले नाही. लँडरला चार पाय होते ज्यात धक्का शोषक प्रणाली होती. पण ती प्रणाली तेव्हाच योग्य कार्य करू शकली असती जेव्हा चारी पाय एकदम पृष्टभागावर आदळले असते. पृथ्वीवरून संपर्क तूटल्यानंतर, लँडर नसर्गिकरित्या त्यावेळच्या अवस्थेत वेगाने चंद्राकडे झेपावत होता. परंतु या छोट्याश्या प्रवासात त्याचे सर्व पाय चंद्र पृष्ठभागास लंब नसून कललेले होते. त्या अवस्थेतच लँडर पृष्ठभागावर आदळला. त्यावेळीस धक्का शोषक प्रणाली निरुपयोगी ठरली आणि लँडर क्रश झाला.
विक्रमचे लँडिंग नियोजित पद्धतीने झाले नसले तरी, चंद्रयान २ चा ऑर्बिटर चंद्राच्या कक्षेत यशस्वीरित्या कार्य करत आहे, मौल्यवान डेटा आणि निरीक्षणे प्रदान करत, वैज्ञानिक संशोधनात योगदान देत चंद्राबद्दलची आपली समज वाढवत आहे. इस्रोने चंद्रयान २ मोहिमेतून महत्त्वाचे धडे घेतले आणि चंद्रयान ३ साठी प्रयत्न सुरू केले.
चंद्रयान ३
चंद्रयान ३ हे चंद्रयान २ ची सुधारित मोहीम आहे जेणेकरुन सुरक्षित लँडिंग आणि चंद्राच्या पृष्ठभागावर फिरण्याची क्षमता सिद्ध होणार होती. अगोदरच्या मोहिमेप्रमाणे यातदेखील लँडर आणि रोव्हर यांचा समावेश होता. ही मोहीम १४ जुलै २०२३ रोजी श्रीहरिकोटा येथून प्रक्षेपित केली गेली. चंद्रयान ३ मध्ये स्वदेशी लँडर मॉड्यूल, प्रोपल्शन मॉड्यूल आणि रोव्हरचा समावेश आहे ज्याचा उद्देश आंतरग्रहीय मोहिमांसाठी आवश्यक नवीन तंत्रज्ञान विकसित करणे आणि त्यांचे प्रदर्शन करणे हा आहे. लँडरमध्ये चंद्राच्या विशिष्ट जागेवर सॉफ्ट लँड करण्याची क्षमता आहे आणि रोव्हर अवतरण करेल तेथे चंद्राच्या पृष्ठभागाचे रासायनिक विश्लेषण करेल. लँडर आणि रोव्हरमध्ये चंद्राच्या पृष्ठभागावर प्रयोग करण्यासाठी वैज्ञानिक उपकरणे आहेत.
चंद्रयान ३ च्या मोहिमेची उद्दिष्टे पुढीलप्रमाणे आहेत:
१. चंद्राच्या पृष्ठभागावर सुरक्षित आणि सॉफ्ट लँडिंगचे प्रदर्शन करणे
२. चंद्रावर रोव्हर फिरवणे व वैज्ञानिक प्रयोग करणे.
लँडर वरील उपकरणे:
१. रंभा लंग्मुर प्रोब (RAMBHA-LP):
चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवीय प्रदेशावरील पृष्ठभागच्या प्लाझ्मा (प्रद्रव्य) वातावरणाचे प्रथम मोजमाप चंद्रयान ३ च्या लँडरवर असणाऱ्या रेडिओ ऍनाटॉमी ऑफ मून बाउंड हायपरसेन्सिटिव्ह आयनोस्फियर अँड अट्मोस्फियर - लँगमुर प्रोब (रामभा-एलपी) या उपकरणाद्वारे केले गेले आहे. लँगमुर प्रोब प्लाझ्माचे स्वभावचित्रण करणारे उपकरण आहे जे लँडरच्या वरच्या बाजूला ५ सेमीचा धातूचा गोल आहे. लँडरचे चंद्रावर यशस्वी अवतरण झाल्यानंतर हा प्रोब कार्यान्वित झाला. प्रोब लँडरपासून विलग असलेल्या अबाधित चंद्र प्लाझ्मा वातावरणात कार्यरत राहण्याच्या उद्देशाने लांबलचक पट्टीवर ठेवलेला असतो. प्रोब पिको-अँपिअर्स इतका अत्यल्प विद्युतप्रवाह मोजू शकते. प्रोबने मोजलेल्या विद्युतप्रवाहाच्या आधारे आयन आणि इलेक्ट्रॉन यांची घनता तसेच ऊर्जा अचूकपणे ठरवता येते.
सुरुवातीच्या निरीक्षणावरून असे दिसते की चंद्राच्या पृष्ठभागावरील प्लाझ्मा तुलनेने विरळ आहे. चंद्रावरील दिवसाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यातील प्लाझ्माची घनता सुमारे ५ ते ३० दशलक्ष इलेक्ट्रॉन प्रति घन मीटर पर्यंत आहे. हि निरीक्षणे चंद्राच्या पृष्ठभागावर सौरउर्जा साठवणीच्या चढउतारांच्या प्रक्रियेचे आकलन करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत. रंभा लंग्मुर प्रोब हे स्पेस फिजिक्स लॅबोरेटरी, विक्रम साराभाई स्पेस सेंटर, तिरुअनंतपुरम यांनी विकसित केले आहे.
२. चंद्राझ सरफेस थर्मो फिजिकल इक्सपरीमेंट (ChaSTE):
चंद्राच्या पृष्ठभागाचे तापमान मोजण्यासाठी हे उपकरण वापरले आहे. यात पृष्ठभागाच्या खाली १० सेंटीमीटर खोलीपर्यंत उंचीनुसार तापमान मोजणी सक्षम यंत्रणा आहे. चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळील अशा प्रकारचे हे पहिलेच निरीक्षण आहे. निरीक्षणानुसार चंद्राच्या पृष्ठभागाच्या खोलीनुसार उणे १० ते उणे ५५ अंश सेल्सीअस पर्यंत तापमान बदलते. सदर उपकरण फिजिकल रिसर्च लॅबोरेटरी अहमदाबाद व स्पेस फिजिक्स लॅबोरेटरी (एसपीएल), व्हीएसएससी यांनी विकसित केले आहे. चंद्राच्या पृष्ठभागावर इतर राष्ट्रांनीही अशीच निरीक्षणे केली आहेत. साधारणपणे टणक आवरणामुळे कोणत्याही वातावरणीय वस्तूचे तापमान पृष्ठभागाच्या खाली वाढत जायला हवे. परंतु या मोजमापांवरून खोलीनुसार तापमानाच्या बदलाबद्दल निष्कर्ष काढू शकत नाही.
३. इंस्टूमेंट फॉर लुनार सेस्मिक अक्टीविटी (ILSA):
चंद्रयान ३ लँडरवरील इंस्ट्रुमेंट फॉर लूनर सिस्मिक अॅक्टिव्हिटी (आयएलएसए-एल्सा) उपकरण हे चंद्रावरील मायक्रो इलेक्ट्रो मेकॅनिकल सिस्टम्स (मेम्स) तंत्रज्ञानावर आधारित आहे. यात रोव्हर आणि इतर उपकरणांच्या हालचालींमुळे होणारी कंपने नोंद करणे अपेक्षित होते. एल्सा मध्ये सिलिकॉन मायक्रोमॅशिनिंग प्रक्रियेचा वापर करून भारतात तयार केलेल्या सहा उच्च-संवेदनशीलता प्रवेगमापकांचा समावेश आहे. या उपकरणामध्ये इलेक्ट्रोडसह स्प्रिंग-वजन आहेत. बाह्य कंपनांमुळे स्प्रिंगचे विक्षेपण होते, परिणामी कॅपेसिटन्समध्ये बदल होतो आणि त्याचे विद्युतदाबामध्ये रूपांतर होते.
एल्सा चे प्राथमिक उद्दिष्ट नैसर्गिक आणि कृत्रिम घटनांमुळे निर्माण होणारे भूकंप मोजणे आहे. एल्सा उपकरण बेंगलोर येथील खाजगी उद्योगांच्या पाठिंब्याने तयार करण्यात आले आहे. चंद्राच्या पृष्ठभागावर एल्सा ठेवण्यासाठीची यंत्रणा यू.आर. राव सॅटेलाइट सेंटर बेंगलोर यांनी विकसित केली आहे.
चंद्रयान ३ ज्या दक्षिण ध्रुवीय प्रदेशात उतरले तेथे चंद्राची माती आणि खडक कशापासून बनलेले आहेत? इतर उंच प्रदेशांपेक्षा ते कसे वेगळे आहे? हे असे प्रश्न आहेत ज्यांची उत्तरे चांद्रयान-३ रोव्हर या उपकरणांच्या मदतीने शोधत होते.
रोव्हर मधील उपकरणे :
१. अल्फा पार्टिकल एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर (APXS):
हे उपकरण अल्फा कण आणि क्ष-किरणांचा वापर करून खडक आणि मातीचे दुरून रासायनिक विश्लेषण करते. चंद्रावर माती किंवा खडकाचे नमुने घेऊन उपकरणात तपासणे खूप अवघड आहे, त्यामुळे या नमुन्याचे दूरवरून विश्लेषण करणे हा एकमेव मार्ग उरतो. चंद्रासारख्या कमी वातावरण असलेल्या ग्रहांच्या पृष्ठभागावरील माती आणि खडकांच्या मूलभूत रचनेच्या इन-सीटू विश्लेषणासाठी अल्फा पार्टिकल एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर साधन सर्वात योग्य आहे. दूर वरून वस्तूंच्या रासायनिक विश्लेषणासाठी उत्सर्जन प्रारण (एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी) पद्धत उपयुक्त असते. चंद्राच्या पृष्ठभागावरून प्रारणाचे उत्सर्जनच होत नसेल तर त्यावर प्रारण किंवा कण टाकून त्यातुन प्रतिसादरूपी येणाऱ्या प्रारणाचे विश्लेषण करून हा अभ्यास केला जातो. अल्फा कण किरणोत्सर्गी ऱ्हासा दरम्यान उत्सर्जित होतात.
या उपकरणामध्ये किरणोत्सर्गी स्त्रोत आहे जे चंद्राच्या पृष्ठभागावर अल्फा कण आणि क्ष-किरण उत्सर्जित करतात. नमुन्यात असलेले अणू मूलद्रव्यांशी संबंधित वैशिष्ट्यपूर्ण क्ष-किरणे उत्सर्जित करतात. या वैशिष्ट्यपूर्ण क्ष-किरणांची ऊर्जा आणि तीव्रता मोजून, संशोधक असलेली मूलद्रव्ये आणि त्यांचे प्रमाण शोधू शकतात. खडकांची रासायनिक रचना जाणून घेतल्यानंतर चंद्राच्या कवचाच्या निर्मितीबद्दल, तसेच झालेल्या कोणत्याही हवामानाविषयी माहिती मिळते. बहुतेक ही निरीक्षणे रात्री घेतली जातात आणि निरीक्षणे जमा होण्यासाठी किमान दहा तासाचा अवधी लागतो, एकट्या क्ष -किरणांसाठीच काही तास लागतात. अल्फा पार्टिकल एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर घेतलेल्या निरीक्षणांमध्ये अॅल्युमिनियम, सिलिकॉन, कॅल्शियम, लोह या प्रमुख अपेक्षित घटकांव्यतिरिक्त सल्फरसह किरकोळ घटकांची उपस्थिती आढळून आली आहे. तसेच रोव्हरवरील लिब्स या उपकरणाने देखील सल्फरच्या उपस्थितीची पुष्टी केली. या निरीक्षणांचे तपशीलवार वैज्ञानिक विश्लेषण सुरू आहे.
अल्फा पार्टिकल एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर हे फिजिकल रिसर्च लॅबोरेटरी आणि यांनी स्पेस ऍप्लिकेशन सेंटर अहमदाबाद यांनी विकसित केले आहे, तर यू.आर. राव सॅटेलाइट सेंटर, बेंगलोरने रोव्हर मध्ये तैनात केली आहे.
२. लेझर-इंड्यूस्ड ब्रेकडाऊन स्पेक्ट्रोस्कोपी (LIBS):
लिब्स हे उपकरण तुलनेने सोपे आणि स्वस्त आहे. लिब्स घन, द्रव तसेच वायूंरुपी पदार्थांचे दूरवरून विश्लेषण करू शकते आणि त्वरित निरीक्षणे देऊ शकते. अणुभट्ट्यांच्या पृष्ठभागावरील दूषित पदार्थ शोधण्यासाठी लिब्स चा सर्रास वापर केला जातो. लिब्स नमुन्याच्या पृष्ठभागावरील लहान लहान कण फोडण्यासाठी लेसर वापरते. लेसर नमुन्यामध्ये स्वतः प्लाझ्मा तयार करतो. प्रणाली १०६४ नॅनोमीटरच्या तरंगलांबीचे निओडीमियम-डोपड य्ट्रियम अल्युमिनियम गार्नेट (एनडी:याग) सुमारे ५ ते २० नॅनोसेकंदचे पल्सड लेसर वापरते. पदार्थाच्या पृष्ठभागावरून निघालेले कण प्लाझ्माचा छोटा प्लम तयार करण्यासाठी भारांकित केले जातात, ज्याला "लेझर स्पार्क" म्हणतात.
प्लाझ्मा प्लमचा विस्तार होत असताना, भारांकित वायूमधील घटक अणू उत्तेजित होतात. केवळ काही मायक्रोसेकंदांमध्ये, उत्तेजित अणू पुन्हा अनुत्तेजित होताना विशिष्ट उत्सर्जन वर्णपट देतो. फायबर-ऑप्टिक प्रणाली उत्सर्जित प्रकाशाला स्पेक्ट्रोमीटरपर्यंत घेऊन जाते. चंद्रयान ३ मोहिमेतील या उपकरणाने चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळील पृष्ठभागाच्या मूलभूत रचनेचे मोजमाप केले आहे. या मोजमापावरून या प्रदेशात सल्फर च्या उपस्थितीची पुष्टी झाली जे ऑर्बिटर्सवरील उपकरणांद्वारे करणे शक्य नव्हते. या उपकरणामुळे चंद्राच्या पृष्ठभागावर अॅल्युमिनियम, सल्फर, कॅल्शियम, लोह, क्रोमियम, टायटॅनियम, सिलिकॉन, ऑक्सिजन आणि मॅंगनीज ची उपस्थिती दर्शविली आहे. हायड्रोजनच्या अस्तित्वाचा तपास सध्या सुरू आहे. लिब्स उपकरण लॅबोरेटरी फॉर इलेक्ट्रो-ऑप्टिक्स सिस्टम्स इस्रो, बेंगलोरच्या प्रयोगशाळेत विकसित केले आहे.
मिशनची उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी, लँडरमध्ये अनेक प्रगत तंत्रज्ञाने आहेत जसे की, वेगमापक, जडत्व मोजमाप, दिशादर्शक मार्गदर्शन आणि नियंत्रण, लँडर धोका शोधणे आणि टाळणे, लँडरच्या अनेक विशेष चाचण्या नियोजित केल्या गेल्या होत्या आणि त्यातील काही यशस्वीरित्या पारही पाडल्या आहेत. ५ ऑगस्ट रोजी अंतराळयानाने चंद्राच्या कक्षेत प्रवेश केला. लँडरने २३ ऑगस्ट रोजी चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळ स्पर्श केला, आणि चंद्रावर यशस्वीरित्या उतरणारा भारत हा चौथा देश बनला. चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळ स्पर्श करणारा पहिला देश.
चंद्रावरील दिवस आणि पृथ्वीवरील दिवसाच्या लांबी वेगवेगळ्या आहेत. चंद्रावर पृथ्वीवरील १५ दिवसाचा दिवस आणि १५ दिवसांची रात्र असते. सूर्य, चंद्र आणि पृथ्वी यांच्या सापेक्ष गतीमुळे हे दिवसाच्या लांबीचे वेगळेपण आहे. चांद्रयान तीन मध्ये वापरलेली सर्व उपकरणे सौरऊर्जेवर म्हणजे दिवसा चालतात. तसेच रात्रीचे तापमाण उणे १३० अंश सेल्सियस इतके खाली जाते. याचा अर्थ चंद्रावर दिवस असे पर्यंतच आपण प्रयोग करू शकतो, रात्री नाही. त्यामुळे लँडिंग झाल्यानंतर बरोबर चौदा दिवसांनी तिथे रात्र झाल्याने सर्व उपकरणांचा संपर्क तुटला. म्हणून विक्रम लँडर आणि प्रज्ञान रोव्हर अनुक्रमे २ सप्टेंबर आणि ४ सप्टेंबर रोजी लँडिंग साइटवर सूर्यास्तासह सौर उर्जा कमी झाल्यामुळे निद्रा अवस्थेत गेले आहेत.
लँडर आणि रोव्हर २२ सप्टेंबर रोजी स्थानिक सूर्योदयाच्या वेळी पुन्हा काम सुरू करण्याचे नियोजित होते. चंद्रावर दिवसाचे तापमान आणि प्रकाश यामुळे ही उपकरणे पुन्हा काम करतील ही सर्वांची आशा होती परंतु अजून रोव्हर व लँडर यांच्याशी संपर्क होऊ शकला नाही. १५ दिवसांची चंद्रावरील रात्र पूर्ण झाल्यानंतर, २२ सप्टेंबर २०२३ रोजी सूर्योदयाच्या वेळी दोघांचे पुनरुज्जीवन होणे अपेक्षित होते. परंतु तसे झाले नाही. चंद्राच्या पृष्ठभागाचे तापमान उणे १३० अंश सेल्सिअस असल्याने या कमी तापमानात इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट आणि इतर नियंत्रण प्रणाली मृत झाली असावी कि जी पुन्हा तापमान वाढूनही पूर्ववत होऊ शकली नाही. तथापि, इसरो चे मिशन पूर्ण झाले असले तरी त्यांना लँडर आणि रोव्हरच्या पुनरुज्जीवनाची आशा आहे. रशियाच्या अयशस्वी लुना-२५ मोहिमेत रशियन प्रोबने रात्रीच्या वेळी उष्णता निर्माण करण्यासाठी प्लुटोनियम वापरून तयार केलेल्या रेडिओआयसोटोप उपकरणाचा वापर केला होता. कदाचित भारत आपल्या पुढील मोहिमेत अशा तंत्राचा वापर करू शकेल आणि चंद्राचा अधिक कालावधीसाठी अभ्यास करू शकेल.
अवकाश मोहिमेतील विकसित देशांचा यशाचा दर लक्षात घेता आपले चंद्रयान ३ चे यश महत्त्वाचे आहे. चंद्राच्या पृष्ठभागाच्या दक्षिण ध्रुवावर अंतराळयान उतरवणारे जगातील पहिले राष्ट्र बनण्यासाठी, रशियाने त्यांचे लुना २५ यान भारतापूर्वी चंद्रावर उतरवण्याच्या इराद्याने घाईघाईने १० ऑगस्ट रोजी अवकाशात सोडले. हे यान चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर १९ ऑगस्ट रोजी उतरणार होते परंतु मोहिमेदरम्यान उद्भवलेल्या तांत्रिक बिघाडामुळे ते नियंत्रणाबाहेर गेले आणि चंद्रावर कोसळले आणि निर्विवादपणे भारत चंद्राच्या दक्षिण धृवाला स्पर्श करणारा जगातील पहिला देश बनला. लुना २५ या मोहिमेमुळे चंद्राच्या पृष्ठभागावर १० मीटर रुंद एवढा खड्डा पडल्याचे चित्र नासाने प्रसिद्ध केले आहे.
चंद्रयान ३ च्या या घवघवीत यशामुळे पुन्हा एकदा इस्रोने भारतीयांचे सामर्थ्य जगाला दाखवून दिले आहे.
- सत्यजित पाटील, केशव राजपुरे
