चंद्रयान-3 : सूर्याच्या अभ्यासासाठी इस्रोने सुरू केलेलं 'आदित्य एल-1' मिशन नेमकं काय आहे?

भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेने(ISRO) बुधवारी (23 ऑगस्ट) ला चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर आपले चंद्रयान-3 यशस्वीरित्या उतरवले.यानंतर, पंतप्रधान नरेंद्र मोदी यांनी या मोहिमेत सहभागी असलेल्या शास्त्रज्ञांचं अभिनंदन करताना आदित्य एल-1 मोहिमेचाही उल्लेख केला होता.

ते म्हणाले, "इस्रो लवकरच सूर्याच्या तपशीलवार अभ्यासासाठी आदित्य एल-1 मोहीम सुरू करणार आहे."

इस्रोचे प्रमुख एस. सोमनाथ यांनी याबाबल सांगितलं.

ते म्हणाले, "भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेची पुढील मोहीम 'आदित्य एल-1' ही असणार आहे. या मोहिमेची तयारी श्रीहरिकोटा येथे केली जात आहे."

याचवर्षी, जून महिन्यात इस्रोने आदित्य एल-1 मोहिमेची घोषणा केलेली होती. सूर्याच्या अभ्यासासाठी भारताने यान पाठवलं तर तसं करणारा भारत हा जगातला चौथा देश ठरेल.

याआधी अमेरिका, रशिया आणि युरोपियन अंतराळ संस्थेने अशी संशोधनं केलेली आहेत.

सूर्यावर का संशोधन केलं जातंय?

आपलं विश्व हे असंख्य ताऱ्यांनी बनलेलं आहे. आपण ज्या विश्वात राहतो त्याचं रहस्य जाणून घेण्याचा प्रयत्न जगभरातील शास्त्रज्ञ करत आहेत.

त्यामुळे आपण ज्या सूर्यमालेत राहतो ते समजून घेण्यासाठी सर्वप्रथम सूर्याबाबत जाणून घेणं खूपच महत्वाचं असणार आहे.

सूर्यापासून मिळणाऱ्या उष्णता आणि ऊर्जेचा अभ्यास पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून करता येणार नाही.

यामुळेच जगभरातील अंतराळ संस्था, सूर्याच्या होईल तेवढं जवळ जाऊन, सूर्यावरचं हे संशोधन करण्याचा प्रयत्न करत आहेत.

नासा आणि युरोपियन स्पेस एजन्सीने सूर्याचा अभ्यास करण्यासाठी अनेक संशोधने केली आहेत. आता ISRO ला आदित्य L-1 मोहिमेच्या माध्यमातून सूर्याचा सविस्तर अभ्यास करायचा आहे.

आदित्य L-1 ला पृथ्वीपासून सूर्याच्या दिशेने सुमारे 15 लाख किलोमीटर अंतरावर असलेल्या लॅग्रेन्ज-1 पॉईंटपर्यंत पोहोचायचं आहे.

आदित्य L-1 सूर्याभोवतीच्या या कक्षेत प्रवेश करेल आणि तिथून सूर्याभोवती प्रदक्षिणा घालत घालत सूर्याचा अभ्यास सुरु करेल.

लॅग्रेंज -1 पॉईंट नेमका काय आहे?

पृथ्वी आणि सूर्य यांच्यामध्ये एकूण पाच लॅग्रेंज पॉईंट आहेत आणि येथे गुरुत्वाकर्षण केंद्राभिमुख बलाच्या समसमान असतं. त्यामुळे कोणतेही अंतराळ यान या पॉईंटवर थांबून अगदी कमी इंधनात सूर्यावर संशोधन करू शकतं.

लॅग्रेन्ज पॉईंट या अशा जागा आहेत ज्या सूर्य आणि पृथ्वीच्यामध्ये आहेत. या पॉईंट्सवरून सूर्याला कोणत्याही ग्रहण किंवा अडथळ्यांशिवाय स्पष्टपणे पाहता येऊ शकतं.

मनोहर पर्रीकर इन्स्टिट्यूट फॉर डिफेन्स स्टडीज अँड अॅनालिसिसमध्ये अंतराळ विश्लेषक डॉ. अजय लेले यांनी वरिष्ठ फेलो म्हणून काम केलं आहे.

ते याबाबत बोलतांना सांगतात की, "सूर्य एका विशिष्ट बिंदूपासून स्पष्टपणे दिसू शकतो आणि Lagrange-1 बिंदूपासून तो कोणत्याही अडथळ्याशिवाय दिसू शकतो.

असे एकूण पाच Lagrange पॉइंट्स आहेत. पृथ्वीपासून Lagrange 1 बिंदूचं अंतर सुमारे 15 लाख किलोमीटर आहे. मात्र आदित्य L-1 मोहिमेची रचना सर्व पाच लॅग्रेंज बिंदू लक्षात घेऊन केली गेली आहे."

यासोबतच ते हेदेखील सांगतात की, "जिथे मोहीम यशस्वी होण्याची शक्यता असते आणि जी जागा कमी गुंतागुंतीची असते, तीच जागा यासाठी निवडली जाते."

NASA-Caltech मधील जेट प्रोपल्शन लॅबोरेटरीचे शास्त्रज्ञ आणि IIT इंदूरमध्ये गेस्ट प्रोफेसर असणारे डॉ. योगेश्वरनाथ मिश्रा म्हणतात की, "लॅग्रेंज-1 पॉईंटवर पृथ्वी आणि सूर्य या दोन्हींच्या गुरुत्वाकर्षणाचा कमीत कमी प्रभाव पडतो.

त्यामुळे, तिथे परिभ्रमण करणं सोपं असतं आणि ते करायला इंधनदेखील कमी लागतं."

आदित्य एल-1 मोहिमेचं उद्दिष्ट काय आहे?

आदित्य एल-1 सूर्याचे फोटोस्फियर (आपल्याला दिसणारा सूर्याचा भाग), बाह्य वातावरण म्हणजेच क्रोमोस्फियर (फोटोस्फियरच्या अगदी वर सूर्याची दृश्यमान पृष्ठभाग) आणि कोरोना (सूर्यापासून काही हजार किलोमीटर वरचा बाह्य स्तर) यांच्या चुंबकीय क्षेत्रांचा अभ्यास करेल.

तसेच सुर्याच्या टोपोलॉजी आणि सौर वादळांचाही अभ्यास केला जाईल.

इस्रोच्या मते, या मोहिमेचे उद्दिष्ट क्रोमोस्फियर आणि कोरोनाची गतिशीलता, सूर्याचे तापमान, कोरोनाचे तापमान, कोरोनल मास इजेक्शन, सूर्यापासून अग्नी किंवा उष्णता प्रसारित होण्याआधी आणि नंतर कोणत्या क्रिया घडतात यांचा अभ्यास करणं हे आहे.

अंतराळातलं हवामान आणि इतर वैज्ञानिक पैलूंचाही या मोहिमेत अभ्यास केला जाईल.

ध्रुवीय उपग्रह प्रक्षेपण वाहन (PSLV) च्या मदतीने आदित्य एल-1 यानासोबत सात पेलोड पाठवले जातील. यापैकी चार पेलोड सूर्यावर सतत लक्ष ठेवतील आणि इतर तीन पेलोड्स लॅग्रेन्ज-1 भागात असणाऱ्या कणांचा आणि इतर गोष्टींचा अभ्यास करतील.

अंतराळात संशोधनासाठी बनवण्यात आलेल्या उपकरणांना पेलोड असं म्हणतात.

आदित्य एल-1 चा पेलोड कोरोनल हीटिंग, कोरोनल मास इजेक्शन, प्रीफ्लेअर आणि फ्लेअर अ‍ॅक्टिव्हिटी आणि त्यांची वैशिष्ट्ये अशा तांत्रिक बाबींबद्दल माहिती देईल.

यासोबतच अवकाशातील हवामानातील बदल, सोलर फ्लेअर म्हणजेच सूर्यातून बाहेर पडणाऱ्या कणांचा प्रवास समजून घेण्यासाठी आवश्यक असणारी माहितीदेखील या पेलोडच्या माध्यमातून गोळा केली जाईल.

तज्ज्ञांचं नेमकं काय म्हणणं आहे?

डॉ. योगेश्वरनाथ मिश्रा यांनी हेही सांगितलं की, "सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र सतत वळत असतं किंवा ते नेहमी बदलत राहतं. ज्यामुळे प्रचंड प्रमाणात चुंबकीय ऊर्जा बाहेर पडते, यामध्ये कण असतात आणि त्यातून प्रकाश बाहेर पडतो, यालाच 'सोलर फ्लेअर्स' असं म्हणतात.

सूर्य हा एक प्लाझ्माचा गोळा आहे. सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र सरकल्यामुळे सूर्याच्या पृष्ठभागावर प्लाझ्माचे स्फोट होत असतात आणि याच स्फोटांमुळे हा प्लाझ्मा संपूर्ण अंतराळात पसरतो. याला कोरोनल मास इजेक्शन असं म्हणतात."

डॉ. मिश्रा सांगतात की, "सूर्याच्या मधून जी उष्णता बाहेर पडते त्यामुळे गरम वारे वाहतात आणि यालाच सोलर विंड किंवा सौर वारे असं म्हणतात.

या वाऱ्यांमध्ये छोटे कण असतात, ज्यामध्ये प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉनदेखील असतात. हे कण खूप दूरवर पसरतात, अगदी सूर्यमालेच्या पलीकडेही जाऊन पोहोचतात."

ते म्हणतात की, "सूर्याच्या प्रचंड उष्णतेमुळे, तो आपल्यासाठी एक नैसर्गिक प्रयोगशाळा बनला आहे. पृथ्वीवर राहून ज्या प्रक्रियांचा अभ्यास करता येणं शक्य नाहीये अशा प्रक्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी ही नैसर्गिक प्रयोगशाळा अत्यंत उपयोगाची आहे."

सूर्याचं महत्त्व

डॉ. मिश्रा सांगतात की, "सूर्य हा पृथ्वीच्या सगळ्यात जवळ असलेला तारा आहे. लाखो अंश सेल्सिअस गरम असलेला आणि पृथ्वीच्या आकारापेक्षा लाखो पटींनी मोठा असणारा हा एक आगीचा गोळा आहे.

सूर्याच्या पृष्ठभागावर प्रत्येक क्षणाला हजारो-लाखो विस्फोट होत असतात. चार्ज प्लाझ्मा, अति तापमान आणि चुंबकीय क्षेत्रातील बदलांमुळे हे स्फोट घडत असतात.

या स्फोटामुळे एक भयंकर वादळ निर्माण होते आणि भरपूर चार्ज झालेला प्लाझ्मा अवकाशात पसरतो."

अनेक वेळा पृथ्वी सौर वादळांच्या मार्गात येते, मात्र पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे आणि बाह्य आवरणांमुळे ही सौर वादळं सहसा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचतच नाहीत.

या वादळांमुळे पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या जगभरातील हजारो उपग्रहांना धोका निर्माण झालाय.

याबाबत बोलतांना डॉ. मिश्रा म्हणतात की, "पृथ्वीवरील जीवन सूर्यामुळेच शक्य झालंय. सूर्याचा प्रकाश पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचलाच नाही तर इथे एकही जीव जगू शकणार नाही.

पण अशी वेळ येऊ शकते जेव्हा सूर्यातून बाहेर पडणाऱ्या उष्णता, प्लाझ्मा किंवा सौर वाऱ्यांची तीव्रता इतकी वाढेल की त्यामुळे पृथ्वीवर आणि त्याच्या कक्षेत काम करणाऱ्या उपग्रहांवर वाईट परिणाम होऊ शकतील."

"सूर्यातून निघणाऱ्या प्रचंड उष्णतेमुळं हे उपग्रह जळण्याच्या किंवा शॉर्ट सर्किट होण्याच्या घटना वाढू शकतात.

यानंतर हवामानाचा अंदाज वर्तवणं किंवा जगभरात कुठेही संवाद साधणं शक्य होणार नाही त्यात अनेक अडचणी येतील. यामुळेच सूर्यावर घडत असणाऱ्या घटनांवर लक्ष ठेवणं अत्यंत महत्वाचं आहे."

सूर्याची उष्णता वाढल्याने उपग्रह धोक्यात

3 फेब्रुवारी 2022 रोजी, स्पेसएक्स च्या स्टारलिंक प्रकल्पांतर्गत एकाच वेळी 49 उपग्रह अवकाशात पाठवण्यात आले .

मात्र यानंतर काही वेळातच अंतराळात निर्माण झालेल्या सौर वादळामुळे यातल्या 40 उपग्रहांचं नुकसान झालं. या अपघातात करोडो रुपयांचं नुकसानही झालं होतं.

डॉ. योगेश्वरनाथ मिश्रा म्हणतात, "भविष्यात कधीतरी सूर्याचे तापमान वाढून त्याचा परिणाम पृथ्वीवर पडू लागला, तर त्यावर नियंत्रण ठेवणं आपल्या हातात राहणार नाही. मात्र अशा मोहिमांमध्ये होणाऱ्या अभ्यासातून वादळांची पूर्वसूचना देता येऊ शकेल.

जर पृथ्वीवरून पाठवलेलं एखादं उपकरण आधीच सूर्याजवळ काम करत असेल तर त्यातून निघणाऱ्या अतिनील किरणांची किंवा इतर धोकादायक गोष्टींची पूर्वसूचना ते उपकरण आम्हाला देऊ शकेल. माणसासाठी अशी संशोधनं अत्यंत गरजेची आहेत."

सौर फ्लेअर्समधून निघणारे रेडिएशन आणि क्ष-किरणं पृथ्वीच्या सर्वात वरच्या वातावरणात असणाऱ्या आयनोस्फियरवरच थांबतात, परंतु काहीवेळा या सौर फ्लेअर्सचे रेडिएशन इतके तीव्र असते की ते आयनोस्फियरला देखील चार्ज करते, त्यानंतर पृथ्वीवरील लहान वेब लहरींच्या मदतीने केला जाणारा संवाद नष्ट होऊ शकतो. संवादाची सगळी उपकरणं अशा परिस्थितीत काम करणं थांबवू शकतात.

इस्रोच्या मते, सूर्यप्रकाशासह अनेक प्रकारच्या लहरी आणि चुंबकीय क्षेत्र असतात, परंतु पृथ्वीच्या बाहेरील थरामुळे अनेक लहरी पृथ्वीपर्यंत पोहोचत नाहीत.

यामुळेच आदित्य एल-1 मोहिमेला लॅग्रेन्ज-1 पॉइंटवर प्रस्थापित केले जाईल, जिथे पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचा परिणाम होणार नाही. म्हणूनच इस्रोने या मोहिमेसाठी लॅग्रेन्ज-1 हा पॉइंट निवडला आहे.

मोहिमेसमोर कोणती आव्हानं आहेत?

इस्रोसमोर असणारे सगळ्यात मोठे आव्हान म्हणजे आदित्य एल-1 ला पृथ्वीपासून सुमारे पंधरा लाख किलोमीटर दूर असणाऱ्या लॅग्रेंज -1 पॉईंटपर्यंत पोहोचवणं.

पृथ्वीपासून चंद्र तीन लाख किलोमीटर अंतरावर आहे. आणि, भारताला आत्ता कुठे यान चंद्रापर्यंत पोहोचवण्यात यश मिळालं आहे. 2019 मध्ये जेव्हा भारताने चांद्रयान-2 चंद्रावर उतरवण्याचा प्रयत्न केला तेव्हा त्याचा लँडरशी संपर्क तुटला होता.

त्यामुळे त्यापेक्षा पाच पटींनी लांब असणाऱ्या लॅग्रेंज -1 पर्यंत संपर्क आणि संवाद प्रस्थापित करणं हे इस्रोसमोरील आणखीन एक मोठं आव्हान असणार आहे. या मोहिमेसाठी लागणारा वेळ हेदेखील एक मोठं आव्हान असेल.

परदेशी अंतराळ संस्था यासाठी भारताची मदत करतील

युरोपियन स्पेस एजन्सीने माहिती दिली आहे की आदित्य एल-1 मोहिमेदरम्यान, ते डीप स्पेस लोकेशन आणि ट्रॅकिंगमध्ये मदत करतील. इस्रोने मात्र अद्याप याबाबत कोणतीही माहिती दिलेली नाही.

युरोपियन स्पेस एजन्सी (ESA) च्या मते, "आदित्य एल-1 ला युरोपीय अंतराळ संस्थेच्या 35 मीटर खोल असणाऱ्या स्पेस अँटेनाचा वापर करून आदित्य एल-1ला मदत केली जाईल. युरोपमध्ये अनेक अशा स्पेस अँटेना आहेत."

युरोपियन स्पेस एजन्सी ही आदित्य-एल-1 मिशनमध्ये वापरल्या जाणार्‍या 'ऑर्बिट डिटरमिनेशन' सॉफ्टवेअरलाही मदत करेल.

हे सॉफ्टवेअर अंतराळयानाच्या खऱ्या स्थितीबद्दल अचूक माहिती देण्यास मदत करतं.

युरोपियन स्पेस एजन्सीबाबत डॉ. योगेश्वरनाथ मिश्रा म्हणतात, "या सहकार्याला परदेशी संस्थेनी दिलेली मदत म्हणता येणार नाही. ही एकप्रकारची देवाणघेवाण आहे.

डीप स्पेस नेटवर्कच्या संदर्भात देशांदरम्यान काही निश्चित करार करण्यात आले आहेत, ज्याप्रमाणे हवाई क्षेत्राबाबत वेगवेगळ्या देशांमध्ये करार करण्यात आलेले आहेत अगदी त्याचप्रकारचे हे करार केले गेले आहेत."

"डीप स्पेस नेटवर्कमुळे आम्ही सतत अंतराळ यानावर लक्ष ठेवू शकतो. यामुळे जर पृथ्वीवरून सोडलेले कृत्रिम उपग्रह नेहमी या यानांशी संपर्क साधतीलच हे सांगता येणार नाही."

अंतराळतज्ज्ञ डॉ. अजय लेले म्हणतात की, "खोल अंतराळात प्रवास करताना मोठ्या क्षमतेच्या अँटेनाची गरज असते.

त्यामुळे या क्षेत्रातील यानांसोबत संपर्क करताना सिग्नल प्राप्त करण्यासाठी केवळ अँटेनाच नाही तर पृथ्वीची भौगोलिक स्थिती देखील महत्त्वाची आहे."

"खोल अंतराळातून यान पाठवत असलेले सिग्नल फारच कमकुवत होतात. अशा परिस्थितीत पृथ्वीच्या अनेक स्पेस सपोर्ट अँटेनाची मदत घ्यावी लागते."

कोणकोणत्या देशांनी सूर्याचा अभ्यास केला आहे?

आतापर्यंत केवळ नासा, युरोपियन स्पेस एजन्सी आणि जर्मन एरोस्पेस सेंटरने सूर्याचा अभ्यास करण्यासाठी अवकाश मोहिमा सुरु केल्या आहेत.

SOHO (सोलर आणि हेलिओस्फेरिक ऑब्झर्व्हेटरी), पार्कर सोलर प्रोब आणि IRIS (इंटरफेस रीजन इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ) या तीन मोहिमा नासाने सूर्याच्या अभ्यासासाठी केल्या आहेत.

SOHO मोहीम नासा आणि युरोपियन स्पेस एजन्सीने संयुक्तपणे राबविली होती. सगळ्यात जास्त चाललेल्या उपग्रहांपैकी हा एक आहे.

सोलर पार्कर चार वर्षांपासून सूर्याच्या पृष्ठभागाच्या सगळ्यात जवळ जाऊन उड्डाण करत आहे. तो सोलर कोरोनाच्या आतही गेला आहे.

IRIS (इंटरफेस रीजन इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ) सूर्याच्या पृष्ठभागाची उच्च रिझोल्यूशनमध्ये सर्वोत्तम छायाचित्रं घेत आहे.

डॉ. मिश्रा म्हणतात, “अनेक अवकाश संस्था सूर्याचे गूढ उकलण्यासाठी उत्सुक आहेत. कोरोनल डिस्चार्ज आणि सोलर फ्लेअरचा अभ्यास करण्यासाठी या संस्था सतत अनेक मोहिमांवर काम करत असतात.

हबल स्पेस टेलिस्कोप, नासा आणि युरोपियन स्पेस एजन्सी यांच्या संयुक्त मोहिमेने देखील भरपूर माहिती आणि आकडेवारी गोळा केली आहे.

याशिवाय नासाने सोलर पार्कर नावाची मोहीमही सुरु केलीय. सोलर पार्करचे प्रोब सूर्याच्या कोरोनाच्या आत जाऊन सूर्यावर घडणाऱ्या घडामोडींचा अभ्यास करेल.

डॉ. मिश्रा सांगतात की, "सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यामधील अंतर सुमारे 15 कोटी किलोमीटर इतकं आहे. तर आदित्य-L1 हा पृथ्वीपासून 15 लाख किलोमीटरवर काम करेल.

याचाच अर्थ असा की सूर्यापासून असणाऱ्या एकूण अंतराच्या एक टक्के अंतर कापून भारताचा आदित्य-L1 संशोधनाचं हे काम करेल. म्हणजे जर कोणताही डेटा आदित्य-L1वर पोहोचला तर त्याचे स्वरूप आणि तापमान येथे सूर्याच्या कोरोनाच्या तुलनेत कमी होईल.

म्हणूनच सूर्याच्या कोरोनाच्या आत जाऊन त्याचे स्वरूप समजून घेणं आवश्यक आहे.

आदित्य-एल1 हे आव्हान पेलवू शकेल का?

डॉ. अजय लेले म्हणतात की, “प्रत्येक अंतराळ मोहीम ही इतर मोहिमांपेक्षा 100 टक्के वेगळी असू शकत नाही. पण काळाबरोबर विज्ञान आणि तंत्रज्ञानात खूप विकास होत आहे.

जर एखाद्या देशाने 10 वर्षांपूर्वी एखादी मोहिब राबवली असेल, तर त्यावेळचे तंत्रज्ञान आणि आजचे तंत्रज्ञान यामध्ये खूप फरक आहे. मला वाटतं की तंत्रज्ञानाच्या फायद्यांच्या बाबतीत प्रत्येक मोहीम त्याआधीच्या मोहिमांपेक्षा वेगळी आहे.

डॉ. मिश्रा यांच्या मते, “जर भारताने इतर देशांच्या मोहिमांवर अवलंबून न राहता स्वतःची मोहीम स्वतंत्रपणे राबवली तर या मोहिमेत निर्माण होणारे संभाव्य अडथळे सोडवण्यासाठी भारताला इतर कोणत्याही देशावर अवलंबून राहावे लागणार नाही. भारताला स्वतंत्र मोहिमेचा अनुभवही मिळेल."

डॉ. योगेश्वरनाथ मिश्रा म्हणतात, “आदित्य-एल1 ही मोहीम सूर्याला संपूर्णपणे समजण्यासाठी पुरेशी असणार नाही, तर ही फक्त एक सुरुवात आहे. सध्या सूर्याला समजून घेण्यासाठी आणखी अनेक मोहिमा कराव्या लागतील."

Published By- Priya Dixit