---

 

 

नासाची मंगळ मोहीम -मार्स 2020

(भाग दहावा )

लेखक – राजीव पुजारी

विश्रामबाग, सांगली,

9527547629

(A)मिशन स्पेसक्राफ्ट > बायोलॉजिकल क्लीननेस

बायोलॉजिकल क्लीननेस:-

मार्स 2020 मोहिमेसाठी अंतराळयान जीवशास्त्रीयदृष्ट्या स्वच्छ ठेवण्यामागे दोन उद्दिष्टे आहेत. पहिला उद्देश – मंगळावरील हानिकारक दूषित पदार्थांना प्रतिबंधित करणे. या घाणीमुळे भविष्यातील जीव हुडकण्याच्या मोहिमेत बाधा येऊ शकते. याला ‘ग्रहीय संरक्षण ‘ (प्लॅनेटरी प्रोटेक्शन ) म्हणतात.

दुसरा उद्देश – वैज्ञानिक प्रयोगांसाठी मंगळावरील खडकांचे जे नमुने गोळा केले जाणार आहेत, त्यात पृथ्वीवरील दूषितता कमीतकमी मिसळेल हे पाहणे. याला ‘ परतीच्या नमुन्यांची वैज्ञानिक स्वच्छता ‘ किंवा ‘ returned sample science clinliness ‘ असे म्हणतात.

ग्रहीय संरक्षण – 1967 च्या बाह्य अंतरिक्ष करारान्वये ( outer space treaty) अमेरिकेवर, अंतराळाचे अन्वेषण करतांना अंतराळातील गोलकांवरून हानिकारक प्रदूषित पदार्थ पृथ्वीवर आणले जाणार नाहीत, तसेच अंतराळातील गोलकांवरून आणलेल्या पदार्थांमुळे पृथ्वीच्या वातावरणाला हानी पोहोचणार नाही याची हमी देणे बंधनकारक आहे. ही बंधने साध्य होण्यासाठी, नासाच्या प्लॅनेटरी प्रोटेक्शन ऑफिसने स्वच्छतेचे मापदंड ठरविले आहेत, त्यांना प्लॅनेटरी प्रोटेक्शन रिक्वायरमेंट्स म्हणतात. या आवश्यकतांनुसार नासाच्या मंगळाकडे जाणाऱ्या रोबोटिक यानाद्वारा पृथ्वीवरील जैवशास्त्रीय दूषित पदार्थ कमीतकमी कसे नेले जातील, याची काळजी घेणे आवश्यक ठरते. मार्स 2020 मोहिमेतील पर्सिव्हीरन्स रोव्हर व इंजेन्युइटी हेलिकॉप्टर यांतील यंत्रणा अशा पद्धतीने बनवली आहे जेणेकरून प्लॅनेटरी प्रोटेक्शन रिक्वायरमेंट्सचे पालन होईल.

ही स्वच्छतेची पातळी गाठण्यासाठी इंजिनिअर्स रोव्हर व यान यांची जुळणी (assembly) ‘क्लीन रूम्स ‘ मध्ये करतात. या रूम्सना शक्तिशाली हवेच्या गाळण्या(air filters) असतात, त्यामुळे धूलिकण आत येण्यावर मर्यादा येतात. तसेच या खोल्यांची जमीन व भिंती वरचेवर स्वच्छतेच्या शक्तिशाली द्रावणाने स्वच्छ केल्या जातात, त्यामुळे त्यांवर असलेले जीवजंतू नष्ट होतात.

पूर्वीच्या मोहिमांमधील यंत्रणा ज्या तंत्राने यशस्वीरीत्या स्वच्छ केली गेली होती, तीच पद्धत यावेळीही वापरली आहे. या पद्धतीमुळे यानाला नुकसान देखील पोहोचत नाही. या पद्धतीमध्ये यंत्रणा खास निर्जंतुक फडकी व अल्कोहोलमध्ये बुडवलेल्या पट्टया यांनी पुसून घेतली जाते आणि ज्या भागांना उष्णतेने नुकसान पोचत नाही ते भाग 110 ते 200°सें पर्यंत गरम करणे यांचा समावेश असतो. मार्स 2020 पर्सिव्हीरन्स मोहीम आणखी काही अनोख्या पद्धती स्वच्छतेसाठी वापरणार आहे. उदाहरणार्थ जे भाग दुसऱ्या पद्धतींनी स्वच्छ केले जाऊ शकत नाहीत, ते हायड्रोजन पेरॉक्साईडच्या वाफेने स्वच्छ करणे.

उड्डाणाच्यावेळी मार्सकडे जाणाऱ्या सर्व पेलोड (पर्सिव्हीरन्स रोव्हर, इंजेन्युइटी हेलिकॉप्टर, क्रूझ स्टेज, ऐरोशेल व डिसेंट स्टेज ) वर मिळून 500,000 पेक्षा कमी बिजाणू असतील. बिजाणूंचा विचार करता ही अत्यंत कमी संख्या आहे; इतकी कमी कि, स्मार्टफोनच्या कॅमेरा लेन्सवर यापेक्षा जास्त बीजाणू असतात. या पेलोडपैकी ज्या गोष्टी मंगळावर प्रत्यक्ष उतरणार आहेत, जसे कि, रोव्हर, पॅराशूट, डिसेंट स्टेज वगैरे; या सर्वांवर मिळून 300,000 पेक्षा जास्त बीजाणू असणार नाहीत. संपूर्ण रोव्हरवर फक्त 41000 बीजाणू असतील.

नको असलेल्या पृथ्वीवरील गोष्टी मंगळाकडे जाणार नाहीत याची खबरदारी घेण्याचा आणखी एक मार्ग म्हणजे अंतराळयानाचे जे भाग स्वच्छतेच्या पातळीवर खरे उतरत नाहीत, ते भाग चुकूनसुद्धा मंगळाकडे जाणार नाहीत याची काळजी घेणे. कारण मार्स 2020 पर्सिव्हीरन्स यानाला घेऊन जाणाऱ्या ऍटलास V रॉकेटचे थोडेच भाग स्वच्छतेच्या पातळीनुसार स्वच्छ केले जाऊ शकतात. यासाठी प्रक्षेपकाचा रोख सुरवातीला अशा दिशेकडे असतो जो मंगळाच्या विक्षेपमार्गापेक्षा वेगळा असतो. जेव्हा यान प्रक्षेपकाच्या वरच्या टप्प्यापासून वेगळे होते, तेव्हा परत पर्सिव्हीरन्सचा रोख मंगळाकडे केला जातो. या तंत्राला ‘ ट्रॅजेक्टरी बायसिंग ‘ म्हणतात. यामुळे पृथ्वीवरील नकोअसलेले दूषित पदार्थ पुढील पन्नास वर्षांत मंगळाकडे जाण्याची शक्यता 10,000 मध्ये निव्वळ 1 एव्हढी कमी असते.

संवेदनशील भाग वगळणे – मंगळावरील असे भाग कि जेथे पृथ्वीवरील जीव त्यांची प्रतिकृती निर्माण करू शकतील किंवा जेथे एका किंवा दुसऱ्या स्वरूपात जीव अस्तित्वात असण्याची दाट शक्यता आहे, अशा भागांना ‘ खास भाग ‘ म्हणतात. या खास भागांमध्ये जमिनीखाली 16 फुटापर्यंत घन किंवा द्रव स्वरूपात पाणी असण्याची शक्यता असणाऱ्या भागांचा समावेश होतो.

पर्सिव्हीरन्स मोहिमेचा प्राथमिक व मुख्य उद्देश सध्याच्या किंवा विद्यमान जीवांचा शोध घेणे हा नसून, प्राचीन काळातील सूक्ष्म जीवांच्या खुणांचा शोध घेणे हा आहे. रोव्हरला याचमुळे या ‘खास भागांना ‘ भेट देणे आवश्यक नाही आणि त्याचे उतरण्याचे ठिकाण – जेझेरो क्रेटर – हे खास भागांत मोडत नाही.

नमुने परत आणण्याचे विज्ञान –

मोहिमेचा मुख्य उद्देश प्राचीन काळातील सूक्ष्म जीव हुडकणे हा असल्याने वैज्ञानिक हे सुनिश्चित करू इच्छीत आहेत कि, पृथ्वीवर परत आणण्यात येणारे नमुने हे पृथ्वीवरील नसून मंगळावरीलच आहेत. त्यामुळे पर्सिव्हीरन्सवरील नमुने साठवणूक प्रणाली ही मानवाने अंतराळात पाठविलेल्या भागसंचांपैकी सर्वांत स्वच्छतम आहे.

वैज्ञानिक प्रयोगांसाठी पर्सिव्हीरन्स रोव्हरने गोळा केलेले नमुने परत पृथ्वीवर आणले जाणार आहेत. त्यामुळे मोहिमेतील स्वच्छता पातळीचा दर्जा निव्वळ मंगळभूपृष्ठाचा अभ्यास करण्यासाठी आखलेल्या मोहिमांपेक्षा उच्च असणार आहे.

नमुने गोळा करण्याच्या कार्यात सहभागी असणारे पर्सिव्हीरन्स रोव्हरचे भाग जास्त काळजीपूर्वक हाताळण्यात आले आहेत. त्यांची जुळणी जिवाणूंपासून मुक्त जागेत म्हणजे क्लीन रूम मधील क्लीन रूममध्ये केली आहे. त्यामुळे आवश्यक असणारी स्वच्छतेची पातळी गाठण्यात यश आले आहे. या भागांचे निर्जंतुकरण करण्यात आले आहे, त्यामुळे त्यांची स्वच्छता पातळी डॉक्टरलोक शस्त्रक्रियेवेळी वापरतात त्या अवजारांपेक्षा जास्त झाली आहे.

नमुना साठवणूक प्रणालीच्या अतिमहत्वाच्या भागांची जुळणी यानाच्या केनेडी स्पेस सेंटरमधून होणाऱ्या उड्डाणाच्या कांहीवेळच आधी करण्यात आली आहे. नमुना साठवणूक प्रणाली रोव्हरच्या पोटाखाली एका दरवाज्याआड ठेवण्यात आली आहे आणि यान उतरल्यावरच ती यानापासून वेगळी होईल. नमुन्यांच्या संपर्कात येणारे प्रणालीचे भाग आणखीन एक अडथळा घालून अनावश्यक गोष्टींच्या संपर्कात येणार नाहीत याची पुरेपूर काळजी घेण्यात आली आहे.

यान स्वच्छ केल्यानंतरही कोणते दूषित कण यानावर राहिले आहेत त्यांची नोंद मोहिमेच्या टीमने घेतली आहे. त्यामुळे नमुने गोळाकरणाऱ्या नलिका पृथ्वी सोडण्यापूर्वी यानावर काय काय आहे याची यादी बनवायला मदत झाली आहे. त्यामुळे भविष्यकाळात नमुन्यांच्या पृथ:करणाच्यावेळी पृथ्वीवरून मालिकांमधून काय गेले होते व प्रत्यक्ष मंगळावरील नमुने कोणते, हे ओळखणे सोपे जाणार आहे. यासाठी नमुने गोळाकरणाऱ्या प्रणालीमध्ये काही ‘ साक्षीदार ‘ नलिका पण असतील. त्या नलिका, नमुना प्रणालीमधील वातावरणाची नोंद ठेवतील. यामध्ये रोव्हरने पृथ्वी सोडल्यावर त्याच्यावर किती मलिनता होती आणि यान मंगळावर उतरल्यावरही जी तशीच राहिली आहे याची नोंद आहे.

या दृष्टिकोनामुळे अतिशय शुद्ध आणि व्यवस्थित नोंदी असणारे परग्रहावरील खडक व दगडधोंड्यांचे नमुने भविष्यकालीन पृथ:करणासाठी मिळणार आहेत. पृथ्वीवरील विविध प्रयोगशाळांमधील अद्ययावत उपकरणांच्या मदतीने त्यांचा अभ्यास केला जाईल.

(B) मिशन स्पेसक्राफ्ट > प्रायोगिक तंत्रज्ञान

अतिशय नूतन व पुढच्या पिढीतील तंत्रज्ञान मंगळाकडे जाणाऱ्या यानावर आहे. त्यापैकी दोन गोष्टींचे नामकरण तंत्रज्ञानाचे प्रात्यक्षिक असे करण्यात आले आहे. हे प्रयोग त्या त्या क्षेत्रांत पथदर्शी असतील आणि त्याचा अवाका मर्यादित असेल. मार्स पाथफाईंडर मोहीम व त्याचा सोजोर्नर हा रोव्हर, मंगळाजवळून उड्डाण केलेले मार्स क्यूब वन ( मार्को ) क्यूबसॅटस्, ज्यांच्यामुळे स्पेस शटलना दिशा मिळाली असे नासा पुरस्कृत रॉकेट प्लेन्स ही कांही पूर्वीची दिशादर्शक प्रात्यक्षिकांची उदाहरणे आहेत. या तंत्रज्ञानाच्या प्रात्यक्षिकांच्या यशाचा पर्सिव्हीरन्स रोव्हर व मार्स 2020 च्या यशाशी संबंध असणार नाही. त्यापैकी पहिले प्रायोगिक तंत्रज्ञान म्हणजे

(अ ) MOXIE ( Mars Oxygen ISRU experiment)

पर्सिव्हीरन्स रोव्हरच्या आत असलेले मॉक्सी हे उपकरण मंगळाच्या वातावरणातील कार्बनडाय ऑक्साईडचे रूपांतर ऑक्सिजनमध्ये करण्याच्या तंत्रज्ञानाचे प्रात्यक्षिक करणार आहे. MOXIE मधील ‘I’ हे ‘ इन सिटू रिसोर्स युटिलायझेशन ‘ किंवा ‘ISRU’ चे संक्षिप्त रूप आहे. या संकल्पनेमध्ये संसाधने पृथ्वीवरून आणण्यापेक्षा यान ज्या ठिकाणी उतरणार आहे तेथील संसाधनेच वापरण्यावर भर देण्यात येणार आहे. पर्सिव्हीरन्सवरील अनेक अभिभारांपैकी (psyload) मॉक्सि हा एक अभिभार आहे.

(ब ) इंजेन्युइटी मार्स हेलिकॉप्टर –

मानव इतिहासात पहिल्यांदाच मंगळाच्या विरळ वातावरणात उर्जिय (powered) उड्डाण भरणारे

मार्स इंजेन्युइटी हेलिकॉप्टर हे 1.8 कि.ग्रॅ. वजनाचे लहान स्वायत्त विमान आहे. या हलक्या हेलिकॉप्टरमध्ये कोणतीही वैज्ञानिक उपकरणे नाहीत.

या हेलिकॉप्टरच्या प्रायोगिक उड्डाणांच्या कामगिरीवरून नासा भविष्यातील मंगळ मोहिमांमध्ये लहान हेलिकॉप्टरचा समावेश करण्याविषयी निर्णय घेईल. हे भविष्यातील हेलिकॉप्टर मंगळ भूप्रदेशाची वरून टेहाळणी करेल आणि रोव्हरला भूप्रदेशाचे सर्वेक्षण करायला मदत करेल ; अथवा त्यावर

वैज्ञानिक उपकरणे लादून शास्त्रज्ञ त्याचा रोव्हरपासून वेगळे असे स्वतंत्र वैज्ञानिक वाहन म्हणून उपयोग करतील. जमिनीपासून उंचीवरून टेहाळणी केल्यामुळे शास्त्रज्ञांना मंगळाच्या भूशास्त्राविषयी वेगळा दृष्टिकोन मिळेल. आणि रोव्हरसाठी ज्या जागा जास्त घसरड्या किंवा जास्त चढाच्या आहेत त्यांचा देखील अभ्यास करता येईल. लांबच्या भविष्यात अंतराळवीरांना मंगळाचे अन्वेषण करण्यासाठीसुद्धा याचा उपयोग होईल.

लॉकहीड मार्टिन स्पेस आणि JPL च्या मार्स 2020 व हेलिकॉप्टर टीम यांनी संयुक्तपणे मार्स हेलिकॉप्टर पाठवण्याची प्रणाली विकसित केली आहे. या प्रणालीद्वारे

हेलिकॉप्टर रोव्हरच्या पोटाला चिकटून मंगळाकडे प्रवास करणार आहे. या प्रणालीमुळे उतरण्याच्यावेळी मंगळावरील दगडधोंड्यांपासून हेलिकॉप्टरचे संरक्षण होईल, आणि यान उतरल्यानंतर साधारण अडीच महिन्यांनी हेलिकॉप्टर यानापासून वेगळे होईल.

>>महत्वाच्या गोष्टी :- या मोहिमेद्वारे मंगळावरील विरळ वातावरणात उर्जीय उड्डाणाचे प्रात्यक्षिक केले जाईल.

•लाल ग्रहाचे गुरुत्वाकर्षण पृथ्वीच्या 1/3 आहे पण त्याच्या वातावरणाची घनता पृथ्वीच्या वातावरणाच्या घनतेच्या फक्त 1% आहे. त्यामुळे विमानोड्डाण करणे अतिशय अवघड आहे.

•पहिले प्रात्यक्षिक उड्डाण 2021 च्या वसंतात होईल. हे उड्डाण हेलिकॉप्टरची सहा मंगळदिवस पूर्णतः तपासणी केल्यावरच केले जाईल.

•हेलिकॉप्टर पाच मीटर्स उंच उडेल आणि पन्नास मीटरपर्यंत प्रवास करेल.

•प्रत्येक उड्डाण जास्तीतजास्त नव्वद सेकंदांचे असेल.

>परग्रहावर अल्प उड्डाणाच्या तंत्रज्ञानाचे प्रात्यक्षिक –

•विरळ वातावरणात उड्डाण करण्यासाठी इंजेन्युइटीचे वजन 1.8 कि.ग्रॅ. पर्यंत मर्यादित ठेवले आहे.

•रोटर प्रणाली, सौर पंख, उतरण्याची प्रणाली, विमानाचा सांगाडा आणि इतर भाग खूप हलके आहेत.

•14 सें. मि. X 16 सें. मि. X 20 सें. मि. सांगाड्यात सामावण्यासाठी हेलिकॉप्टरमधील कॉम्प्युटर्स, विजेऱ्या, संवेदक, हिटर्स व दूरसंभाषण प्रणाली खूपच लहान असणे आवश्यक आहे.

•अतिशीत हवामान आणि अंतराळ व मंगळावरील प्रारणे यांपासून संरक्षण होण्यासाठी या सर्व उपकरणांच्या ताण तपासण्या केल्या आहेत.

> कामातील स्वायत्तता –

•रोव्हरप्रमाणेच हेलिकॉप्टरसुद्धा पृथ्वीपासून अतिदूर असल्याने जॉयस्टिकने त्याचे नियंत्रण करता येणार नाही. त्यामुळे इंजिनिअर्सना हे हवाईवाहन दूरस्थपणे कसे संचलित करायचे याचा अभ्यास करावा लागेल.

•हेलिकॉप्टरची संरचना उडणे, उतरणे, संभाषण, ऊर्जेचे व्यवस्थापन आणि उपकरणे योग्य वातावरणात ठेवणे या सर्व गोष्टी स्वायत्तपणे केल्या जातील अशी केली आहे.

•नाविन्यपूर्ण गणितीय गणनविधी (algorithms) मुळे उड्डाणीय कार्यक्षमता आणि तगून राहणे हे इष्टतम झाले आहे.

> दृष्टीक्षेपात टप्पे –

इंजेन्युइटी मोहिमेचे उच्चतम जोखीम उच्चतम परतावा हे स्वरूप आहे. त्यामुळे इंजेन्युइटी टीमला यशाच्या मार्गाकडे जाताना अनेक टप्पे पार करावे लागणार आहेत. त्यातील कांही टप्पे पुढीलप्रमाणे –

•उड्डाण, मंगळाकडे मार्गक्रमण आणि लाल ग्रहावर अवतरण यांमधील अडचणींतून स्वतःचे रक्षण करणे.

•पर्सिव्हीरन्स रोव्हरच्या पोटाखालील थाळीवजा पसरट भांड्यातून मंगळभूमीवर सुरक्षितपणे अवतरण करणे आणि दुमडलेल्या अवस्थेतून योग्य अवस्थेत येणे.

•मंगळावरील रात्रीच्या अतिशीत वातावरणापासून स्वायत्तपणे स्वतःला ऊबदार ठेवणे. (तपमान -90°सें )

•सौर पंखांद्वारे स्वायत्तपणे स्वतःला भारित (चार्जिंग) करणे.

•रोव्हर व पृथ्वीवरील उड्डाण नियंत्रक यांचेशी संभाषणाची खात्री करणे.

•उड्डाणासाठी पंखे ज्या गतीने फिरण्याची आवश्यकता आहे, त्याच्या जवळपासच्या गतीने पहिल्यांदा पंखे फिरवणे.

•मंगळाच्या वातावरणात पहिल्यांदाच उड्डाण करणे.

•स्वायत्तपणे उड्डाण करणे.

•यशस्वीरीत्या उतरणे.

जर हे सर्व टप्पे यशस्वी झाले तर,

इंजेन्युइटी आणखी चार उड्डाणे भरण्याचा प्रयत्न करेल. सर्व प्रायोगिक उड्डाणे 30 मंगळदिवसांमध्ये (31 पृथ्वी दिवस ) केली जातील. त्यानंतर पर्सिव्हीरन्स त्याचे वैज्ञानिक प्रयोग सुरु करेल.

>महत्वाची वैशिष्ठे –

इंजेन्युइटी हेलिकॉप्टर तंत्रज्ञानाचा महत्वाचा अविष्कार का आहे?

• सौर शक्तीवर चालणाऱ्या आणि स्वायत्तपणे भारित होणाऱ्या इंजेन्युइटी हेलिकॉप्टरचे वजन 1.8 कि. ग्रॅ. आहे.

• रोव्हरपासून 1 किलोमीटर त्रिज्येच्या अंतरात राहून हे हेलिकॉप्टर पर्सिव्हीरन्सबरोबर वायरलेस संभाषण करू शकते. नंतर रोव्हर ऑर्बिटरकडे हे संभाषण प्रक्षेपित करेल आणि ऑर्बिटर हे संभाषण पृथ्वीकडे पुनःक्षेपित करेल.

• हेलिकॉप्टरवर एकमेकांविरुद्ध फिरणारे कार्बन फायबर पासून बनविलेले 1.2 मि. व्यासाचे दोन पंखे आहेत. त्यांचा फिरण्याचा वेग प्रती मिनिट 2400 परीवलने एव्हढा आहे. अतिशय अभिनव अशी ही प्रणाली कॅलिफोर्नियाच्या सिमी व्हॅली मधील एरोव्हायरॉनमेन्ट या कंपनीच्या सहकार्याने बनवली आहे.

• यावर कॉम्प्युटर्स, दिशादर्शन संवेदक आणि दोन कॅमेरे बसवले आहेत त्यातील एक रंगीत आणि दुसरा कृष्ण -धवल आहे.

टीप – हा लेख तसेच या लेखमालिकेतील सर्व लेख नासा कडून मिळालेल्या माहितीवर आधारित आहेत.

 

 

 

शेअर करा..