---

 

 

नासाची मंगळ मोहीम – मार्स 2020

(भाग नववा )

लेखक -राजीव पुजारी

विश्रामबाग, सांगली

फोन : 9527547629

मोहीम अंतराळयान > ऊर्जा

ऊर्जा :- पर्सिव्हीरन्स रोव्हरला त्याच्या कार्यांसाठी विद्युत ऊर्जेची गरज भासेल. रोव्हरसाठीचा विजेचा विश्वासनीय प्रवाह मल्टीमिशन रेडिओआयसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (MMRTG) या विद्युत प्रणालीद्वारा पुरवला जाईल. ही प्रणाली नासाला अमेरिकेच्या ऊर्जा विभागामार्फत पुरवण्यात आली आहे.

MMRTG म्हणजे काय?

पर्सिव्हीरन्सची ऊर्जाप्रणाली आण्विक घटाप्रमाणे काम करते. MMRTG ही प्रणाली प्लुटोनियम 238 या मूलद्रव्याच्या नैसर्गिक क्षयामुळे निर्माण होणाऱ्या उष्णतेचे रूपांतर विजेच्या स्थिर प्रवाहात करते. पर्सिव्हीरन्सच्या मोहिमेच्या सुरुवातीला ही ऊर्जाप्रणाली 110 वॅट ऊर्जा विश्वसनीयरित्या निर्माण करेल. हे प्रमाण कालांतराने अतिशय ठराविक पद्धतीने कमी कमी होत जाईल. MMRTG रोव्हरला निव्वळ ऊर्जाच पुरवत नाही तर त्यापासूनची जास्तीची उष्णता रोव्हरची उपकरणे व प्रणालींना त्यांच्या कामासाठी आवश्यक तेव्हढया तपमानावर ठेवेल.

रोव्हरच्या दैनंदिन कार्यांना ऊर्जा पुरवणाऱ्या दोन लिथियम आयन विद्युतघटांचे भारन ( चार्जिंग ) पण

MMRTG करेल. त्याव्यतिरिक्त रोव्हरला जेव्हा तात्पुरत्या स्वरूपात जास्त ऊर्जेची आवश्यकता भासेल, जसे कि, वैज्ञानिक कार्यांदरम्यान त्याला 900 वॅट पर्यंत ऊर्जा लागेल, त्याची पूर्तता पण MMRTG करेल.

45 किलोग्रॅम वजन असणारे MMRTG रोव्हरच्या मागील बाजूस स्थित आहे. यात 4.8 किलोग्रॅम वजनाचे प्लुटोनियम डायऑक्साईड ठेवले आहे. दोन विद्युतघटांचे एकंदर वजन 26.5 किलोग्रॅम असून प्रत्येकाची क्षमता 43 अँपिअर-तास आहे.

या मोहिमेत MMRTG का वापरले आहे?

पर्सिव्हीरन्सला त्याचा प्राथमिक उद्देश सफळ करण्यासाठी खूपच कार्यक्षमतेने काम करावे लागणार आहे. मंगळावरील सूर्यप्रकाशात दैनंदिन व हंगामी होणाऱ्या बदलांमुळे तसेच सौरपंखांवर जमणाऱ्या धुळीमुळे सूर्यापासून मिळणाऱ्या उर्जेवर बंधने येतात. उलटपक्षी MMRTG मुळे रोव्हर वरील बंधनांशिवाय मुक्तपणे कार्य करेल.

मंगळावर वेगवेगळ्या उंचीवर व वेगवेगळ्या ठिकाणी प्रकाशाची तीव्रता भिन्न भिन्न असते. अशा ठिकाणींसुद्धा MMRTG पासून मिळणाऱ्या उर्जेमुळे रोव्हर पूर्ण कार्यक्षमतेने काम करू शकतो. इंजिनिअर्सनासुद्धा MMRTG मुळे रोव्हरबरोबर ते करत असणाऱ्या कार्यांमध्ये लवचिकता मिळते ( जसे कि दूरसंभाषण, चलनवलन किंवा वैज्ञानिक प्रयोग हे अहोरात्र करता येतील )

थोडक्यात म्हणजे, MMRTG मुळे पर्सिव्हीरन्स टीमला रोव्हर व त्यावरील वैज्ञानिक उपकरणे पूर्ण कार्यक्षमतेने वापरता येतील.

MMRTG किती विश्वासनीय आहे?

पर्सिव्हीरन्सवरील ऊर्जाप्रणाली ही तंतोतंतपणे क्युरिऑसिटी त्याच्या 2011 च्या उड्डाणापासून वापरत असलेल्या ऊर्जाप्रणाली सारखीच आहे.

पर्सिव्हीरन्सच्या प्राथमिक मोहिमेच्या कार्यकाळापेक्षा ( एक मंगळवर्ष किंवा जवळ जवळ दोन पृथ्वीवर्षे ) बराच जास्त काळ म्हणजे कमीतकमी 14 वर्षे MMRTG काम करू शकते.

नासाने अशाच रेडिओआयसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर्स (RTGs) ऊर्जाप्रणाल्या गेल्या पाच दशकांत व अनेक मोहिमांमध्ये यशस्वीरीत्या वापरल्या आहेत, यांमध्ये चंद्राकडील अपोलो मोहिमा व मंगळाकडील व्हायकिंग मोहिमांचा समावेश होतो. पृथ्वीच्या कक्षेपलीकडील ग्रहांकडे व प्लूटोकडे गेलेली अंतराळयाने, जशी कि, पायोनियर, व्हॉयेजर, युलिसिस, गॅलिलिओ, कॅसिनी आणि न्यू होरायझन्स या मोहिमांमध्येसुद्धा या ऊर्जाप्रणालीचा वापर करण्यात आला आहे.

पर्सिव्हीरन्स व त्यावरील MMRTG यांचे उड्डाण सुरक्षितपणे पार पडेल यासाठी नासाने काय केले आहे?

पूर्वीच्या पिढीतील याच प्रकारच्या ऊर्जाप्रणालींप्रमाणेच, पर्सिव्हीरन्सची MMRTG सुद्धा प्लुटोनियम डायऑक्साईड इंधनामुळे होणाऱ्या संभावित अपघातांपासून सुरक्षित राहावी म्हणून अनेकपदरी सुरक्षाकवचांमध्ये ठेवली आहे. या ऊर्जाप्रणालीमध्ये वापरण्यात येणारे प्लुटोनियम हत्यारांमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या प्लुटोनियमपेक्षा वेगळे असते, व बॉम्बप्रमाणे त्याचा स्फोट होत नाही.

प्रत्येक अंतराळमोहिमेच्यावेळी नासा आकस्मित प्रतिसाद योजना तयार ठेवत असते. या योजना तयार करत असतांना प्रक्षेपणाठिकाणचे कामगार आणि प्रक्षेपण ठिकाणा भोवती राहणारे लोक यांचा विचार प्राधान्याने केला जातो.

मिशन स्पेसक्राफ्ट > दूरसंभाषण

दूरसंभाषण:- पर्सिव्हीरन्स पृथ्वीबरोबर दूरसंभाषण कसे करतो?

(A) उड्डाण – उड्डाणाच्यावेळी युनायटेड लाँच अलायन्स ऍटलास V रॉकेटकडून नासाच्या ट्रॅकिंग व डाटा रिले सॅटेलाईट सिस्टिमकडे केल्या जाणाऱ्या रेडिओप्रेषणाद्वारे ग्राउंड कंट्रोलर्स महत्वाचे प्रसंग व पर्सिव्हीरन्स रोव्हर असलेले अंतराळयान व प्रक्षेपक यांची सद्य:स्थिती यांवर लक्ष ठेवतात. प्रक्षेपण नक्की कधी झाले त्यानुसार 70 ते 90 मिनिटांनी मार्स 2020 यानाची क्रूझ स्टेज पृथ्वीबरोबर दूरसंभाषणास सुरवात करते. हा फरक प्रत्येक उड्डाणाच्या संधीनुसार यान कितीवेळ पृथ्वीच्या छायेत राहते यामुळे असतो. पृथ्वीची सावली सूर्याकडून येणारा प्रकाश सौरपंखापर्यंत पोचू देत नाही, त्यामुळे दूरसंभाषण रेडिओच्या विजेऱ्या भारित होत नाहीत. मोहीम नियंत्रक यान सावलीत असतांना रेडिओ चालू करत नाहीत अन्यथा विजेऱ्या अभारीत होतील नंतर त्या भारित करणे अशक्य होऊन बसेल.

यानाकडून सर्वप्रथम दूरसंभाषण स्वीकारणारे नासाच्या डीप स्पेस नेटवर्कपैकी पहिले स्थानक ऑस्ट्रेलियातील कॅनबेरा होय, त्यानंतर लगेचच कॅलिफोर्नियाच्या वाळवंटातील बारस्टोजवळील गोल्डस्टोन स्थानक संदेश स्वीकारायला सुरवात करतील.

(B) मार्गक्रमण (क्रूझ स्टेज )- मंगळाकडील प्रवासाचे पहिले दोन महिने, यान ऐरोशेलच्या पॅराशूट कोनवर असलेल्या लो -गेन अँटिनाद्वारे दूरसंभाषण करेल. हा अँटिना क्रूझ स्टेजच्या मध्यभागातून बाहेर काढलेला आहे. यान जसजसे पृथ्वीपासून दूर जाऊ लागते, तसे क्रूझ स्टेज मध्ये असलेला ताकतवान असा मेडीयम गेन अँटिना लो गेन अँटिनाकडून दूरसंभाषणाचा ताबा घेतो. या अँटिनाचा माहिती पुरवण्याचा वेग जास्त असतो. पण यासाठी तो पृथ्वीवरील डीप स्पेस नेटवर्ककडे अचूकपणे रोखावा लागतो.

(C)अवतरण (लँडिंग )- लँडिंगदरम्यान यान आलटूनपालटून विविध अँटिनांद्वारा पृथ्वीशी दूरभाषण चालू ठेवते. यातील कांही अल्ट्राहायफ्रिक्वन्सी (UHF) प्रेषणासाठी(ट्रान्समिशन) वापरतात. (प्रेषण प्रथम मार्स रिकनाइन्स ऑर्बिटर सारख्या ऑर्बिटर्सकडे केले जाते, ही ऑर्बिटर्स नंतर पृथ्वीकडे माहितीचे पुनःक्षेपण करतात), तर कांही अँटिना जास्त ताकतवान एक्स -बँड प्रेषण (पृथ्वीबरोबर सोप्या संदेशांद्वारा माहिती पाठविण्यासाठी ) वापरतात.

UHF- यानाच्या मागील कवचावर बसविलेला UHF अँटिना यान मंगळाच्या वातावरणात शिरण्याच्या कितीतरी मिनिटे आधी प्रेषणाला सुरवात करतो. डिसेंट स्टेजपासून मागील कवच विलग होईपर्यंत तो प्रेषण करीत राहतो. त्यानंतर डिसेंट स्टेजवर बसवलेला UHF अँटिना कार्यान्वित होतो. रोव्हर जमिनीला टेकायच्यावेळी UHF प्रेषक रोव्हरवरील दंडगोलाकृती UHF लो गेन अँटिनाचा वापर करेल.

लँडिंगदरम्यान पर्सिव्हीरन्स UHF अँटिनाचा वापर करून विस्तृत अशी माहिती मार्स रिकनाइसन्स ऑर्बिटर व मावेन अंतराळयान यांचेकडे पाठवेल. मार्स रिकनाइसन्स ऑर्बिटर जवळपास सध्य वेळेमध्ये (रिअल टाइम ) प्रवेश, अवरोहण व अवतरण यांसंबंधीची माहिती पृथ्वीकडे पाठवेल. मावेन मात्र रोव्हर उतरल्यावर त्याच्याकडील माहिती पाठवेल.

X-band- प्रवेश, अवरोहण व अवतरण संभाषण मार्गक्रमण टप्प्याच्या सुरवातीस वापरल्या जाणाऱ्या व एरोशेलच्या पॅराशूटच्या कोनावर बसवलेल्या लो गेन अँटिनामार्फतच सुरु होईल. मंगळाच्या वातावरणात मार्दर्शनकृत प्रवेश करतांना ज्या डावपेचात्मक हालचाली केल्या जातात, त्यादरम्यान माहितीचे प्रेषण यानाच्या मागील कवचावरील झुकलेल्या लो गेन अँटिनाद्वारा करायला सुरवात होईल. मागील कवच अलग झाल्यावर डिसेंट स्टेजवर असलेला लो गेन अँटिना माहिती प्रेषणाचे काम आपल्या ताब्यात घेतो.

(D) भूपृष्ठ – पर्सिव्हीरन्स मंगळावर उतरल्यावर त्याच्या डेकवर असलेल्या अँटिनाजद्वारे तो दूरसंभाषण सुरु करतो. संभाषणाची सुरवात दंडगोलाकार UHF लो गेन अँटिनाद्वारे होते. भूपृष्ठावरील कार्यकाळादरम्यान 99.9% संभाषण या अँटिनाद्वारे रोव्हरच्या वरून उडत असलेल्या नासाच्या मावेन, मार्स रिकनाइसन्स ऑर्बिटर व युरोपियन स्पेस एजन्सीच्या ट्रेस गॅस ऑर्बिटर मार्फत होईल.

रोव्हरच्या मागील षट्कोनी पेडल सारख्या दिसणाऱ्या, फिरवता येण्याजोग्या एक्स बँड हाय गेन अँटिनाद्वारे पर्सिव्हीरन्स थेट पृथ्वीशी संभाषण साधू शकेल. ही प्रेषणे ( ट्रान्समिशन्स ) रोज सकाळी रोव्हरला आज्ञा देण्यासाठी नित्यक्रमाने वापरली जातील पण पृथ्वीवर माहिती पाठवण्यासाठी याचा उपयोग मर्यादित आहे.

जर दृष्टिपथ व अंतर अनुकूल असेल तर, पर्सिव्हीरन्स हायगेन अँटिनाच्यामागे असलेला खांबासारखा दिसणारा एक्स- बँड लो गेन अँटिनासुद्धा वापरू शकतो. आणीबाणीच्या वेळी संभाषण करण्यासाठी हा अँटिना उपयुक्त ठरतो.

 

 

 

 

शेअर करा..