आता वेध सूर्याचे!

भारताचा तुलनेने कमी बजेटचा अंतराळ कार्यक्रम असला, तरी २००८ मध्ये प्रथमच चंद्राभोवती प्रदक्षिणा घालण्यासाठी एक ‘प्रोब’ पाठवल्यापासून अंतराळ कार्यक्रमाच्या आकारमानात आणि गतीमध्ये लक्षणीय वाढ झाली. यामागे खरी शक्ती आहे-भारतातील कुशल शास्त्रज्ञ आणि उत्तम तंत्रज्ञान! २०१४ मध्ये मंगळाच्या कक्षेत यान प्रक्षेपित करणारे भारत पहिले आशियाई राष्ट्र बनले आणि पुढील वर्षी ते पृथ्वीच्या कक्षेत तीन दिवसांची मानवी मोहीम प्रक्षेपित करणार आहे. २०२५ पर्यंत जपानसोबत संयुक्तपणे चंद्रावर आणखी एक ‘प्रोब’ आणि पुढील दोन वर्षांत शुक्रावर ‘ओर्बायटल’ मोहीम पाठवण्याचीही योजना आहे. सूर्य हा आपला आणि सर्वात जवळचा तारा आहे. त्यामुळे त्याचा अभ्यास आपल्याला इतर तारे आणि त्यांच्याभोवती असणार्‍या ग्रहमाला समजून घेण्यास निश्चित मदत होईल. ‘आदित्य-एल १’ ही सूर्याचा अभ्यास करणारी पहिली भारतीय अंतराळ वेधशाळा असणार आहे.

आदित्य म्हणजेही सूर्य! ‘आदित्य-एल १’ला पृथ्वीपासून सुमारे १५ लाख किलोमीटर अंतराळाच्या प्रदेशात प्रभामंडळ (कोरोना) कक्षेत सोडले जाईल, ज्यामुळे यानाला सूर्याचे सतत स्पष्ट दृश्य मिळेल. या मोहिमेमध्ये सूर्यावर चालणार्‍या विविध सौरक्रियांचे निरीक्षण करण्याचा आणि वास्तविक वेळेमध्ये अवकाशातील हवामानावर त्याचा परिणाम पाहता येईल. विद्युतचुंबकीय (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक) आणि ‘पार्टिकल फिल्ड डिटेक्टर’चा वापर करून सूर्याच्या सर्वात बाहेरील थरांचे, ‘फोटोस्फियर’ आणि ‘क्रोमोस्फियर’ यांचे निरीक्षण करण्यासाठी यान सात पेलोड्स घेऊन जाणार आहे. या मोहिमेमधून सौरवार्‍याची गतिशीलता अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत होईल. तसेच, अवकाशातील हवामानासाठी कोणती प्रेरके कार्य करतात, याचाही अभ्यास होईल.

‘आदित्य-एल १’ पृथ्वीपासून सुमारे १५ लक्ष किलोमीटर अंतरावर असलेल्या सूर्य-पृथ्वी लॅग्रेंज बिंदू ‘एल-१‘ या दुर्गम स्थानावरून सौर कोरोनाचे निरीक्षण करेल. ‘लॅग्रेंज बिंदू’ म्हणजे काय? जोसेफ-लुई लॅग्रेंज या फ्रेंच गणितज्ज्ञाच्या नावावरून या बिंदूंना नावे दिली आहेत. या शास्त्रज्ञाने १८व्या शतकात त्यांचा प्रथम अभ्यास केला होता. ‘लॅग्रेंज बिंदू’ हे अंतराळातील बिंदू आहेत, जेथे सूर्य आणि पृथ्वीसारख्या दोन मोठ्या पिंडांच्या गुरुत्वाकर्षण शक्तींचा समतोल होतो आणि समतोल क्षेत्र निर्माण होते. हा समतोल नैसर्गिकरित्या तयार झाल्याने, या कक्षेत यान ठेवल्यास इंधनाचा वापर कमी केला जाऊ शकतो. ‘एल-१’ बिंदूच्या भोवतालच्या प्रभामंडल कक्षेत ठेवलेल्या उपग्रहाचा सूर्याला कोणत्याही ग्रहण/ग्रहणांशिवाय सतत पाहण्याचा मोठा फायदा आहे.

‘आदित्य-एल १’ मिशनची रचना सूर्याच्या बाह्यभागातील वरच्या वातावरणाचा (क्रोमोस्फियर आणि कोरोना) आणि सौरवार्‍याशी होणार्‍या आंतरक्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी करण्यात आली आहे. सौर वातावरणातील अंशतः आयनीकृत प्लाझ्माच्या भौतिकशास्त्राचा अभ्यास करणे, हेदेखील या मोहिमेचे उद्दिष्ट आहे.

हे अंतराळयान सौर कोरोनामध्ये उच्च तापमान निर्माण करणार्‍या यंत्रणेची तपासणी करेल आणि कोरोनल मास इजेक्शन आणि सौरज्वालांची निर्मिती आणि विकासाचे निरीक्षण करेल. ‘कोरोनल मास इजेक्शन्स’ हे ‘कोरोनल प्लाझमा’चे प्रचंड बुडबुडे आहेत, जे प्रखर चुंबकीय क्षेत्र रेषांनी गुंफलेले आहेत. हे सूर्यापासून कित्येक तासांच्या कालावधीत बाहेर पडत असतात.

हे यान सूर्याजवळील मूळ, नैसर्गिक किंवा विद्यमान ठिकाणी किंवा स्थितीतील असणारे कण आणि प्लाझ्मा वातावरण आणि सौर कोरोनामधील चुंबकीय क्षेत्राचे वैशिष्ट्य यांचा अभ्यास करेल. तसेच, अंतराळ हवामानाच्या मुख्य चालकांचा अभ्यास आणि मूल्यांकनदेखील करेल.

‘आदित्य-एल १’ अंतराळयान सूर्याचा कोरोना, क्रोमोस्फियर, फोटोस्फियर आणि सौरवारा यांचा अभ्यास करण्यासाठी सात पेलोड्सह सुसज्ज असेल.

‘आदित्य-एल १’ पेलोड्सच्या सोलर अल्ट्राव्हायोलेट इमेजिंग टेलिस्कोपद्वारे प्रभामंडळातील तापमान निर्मिती, कॉरोनल मास इजेक्शन, सौर ज्वाला पूर्वीची स्थिती आणि ज्वालांच्या आंतरक्रिया आणि त्यांची वैशिष्ट्ये, अवकाशातील हवामानाची गतिशीलता, कण आणि क्षेत्रांचा प्रसार इत्यादी समस्या समजून घेण्यासाठी सर्वात महत्त्वपूर्ण माहिती देईल, अशी अपेक्षा आहे.

चार रिमोट सेन्सिंग पेलोड्स दृश्यमान, अतिनील आणि क्ष-किरणांसह प्रकाशाच्या वेगवेगळ्या तरंग लांबीमध्ये सूर्याच्या वातावरणाची प्रतिमा तयार करतील.

दृश्यमान उत्सर्जन रेषा कोरोनाग्राफ (VELC) सौर कोरोनाची प्रतिमा तयार करेल आणि त्याच्या गतिशीलतेचा अभ्यास करेल.

सोलर अल्ट्राव्हायोलेट इमेजिंग टेलिस्कोप (SUIT) अरुंद आणि ब्रॉडबॅण्ड अतिनील तरंगलांबी दोन्हीमध्ये ‘फोटोस्फियर’ आणि ‘क्रोमोस्फियर’ची प्रतिमा तयार करतील.

सोलर लो एनर्जी एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर (SXLEXS) सूर्यापासून होणार्‍या सौम्य क्ष-किरण उत्सर्जनाचा अभ्यास करेल.

हाय एनर्जी एल १ ऑर्बिटिंग एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर (HEL१OS) सूर्यापासून तीव्र क्ष-किरण उत्सर्जनाचा अभ्यास करेल.

तीन इन-सीटू पेलोड्स सौरवार्‍याची रचना, गतिशीलता आणि चुंबकीय क्षेत्र मोजतील.

आदित्य सोलर विंड पार्टिकल एक्सपेरिमेंट (ASPEX) सौर वार्‍याची रचना आणि गतिशीलता मोजेल.

प्लाझ्मा अनालायझर पॅकेज फॉर आदित्य(P-APA) सौर वार्‍याच्या प्लाझ्मा गुणधर्मांचे मोजमाप करेल.

प्रगत त्रिअक्षीय उच्च-रिझोल्युशन डिजिटल मॅग्नेटोमीटर सौर वार्‍यातील चुंबकीय क्षेत्र मोजतील.

सूर्याच्या अभ्यासासाठी यापूर्वी काही देशांनी मोहिमा पाठविलेल्या आहेत. यातील काही महत्त्वाच्या मोहिमा खालीलप्रमाणे आहेत:

अमेरिकेची सौरमोहीम

‘नॅशनल एरोनॉटिक्स अ‍ॅण्ड स्पेस अ‍ॅडमिनिस्ट्रेशन’ अर्थात ‘नासा’ या अमेरिकेच्या अंतराळ संस्थेने ऑगस्ट २०१८ मध्ये ‘पार्कर सोलर प्रोब’ प्रक्षेपित केले. डिसेंबर २०२१ मध्ये ‘पार्कर’ने सूर्याच्या वरच्या वातावरणातून कोरोनामधून उड्डाण केले आणि तेथील कण आणि चुंबकीय क्षेत्रांचे नमुने घेतले. ‘नासा’च्या अधिकृत संकेतस्थळानुसार, सूर्याला स्पर्श करण्याची ही पहिलीच वेळ होती.

फेब्रुवारी २०२०मध्ये ‘नासा’ने ‘युरोपियन स्पेस एजन्सी’ (ESA) सोबत हातमिळवणी केली आणि सूर्याने संपूर्ण सौर यंत्रणेत सतत बदलणारे अवकाश वातावरण कसे निर्माण केले आणि नियंत्रित केले, हे शोधण्यासाठी डाटा संकलित करण्यासाठी सोलर ऑर्बिटर प्रक्षेपित केले.

‘नासा’द्वारे इतर सक्रिय सौरमोहिमा म्हणजे ‘अ‍ॅडव्हान्स्ड कंपोझिशन एक्सप्लोरर’ ऑगस्ट १९९७ मध्ये प्रक्षेपित केले गेले. ऑक्टोबर २००६ मध्ये ‘सोलर टेरेस्ट्रियल रिलेशन ऑब्झर्व्हेटरी’, फेब्रुवारी २०१० मध्ये ‘सोलर डायनॅमिक्स वेधशाळा’ आणि ‘इंटरफेस रीजन इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ’ जून २०१३ मध्ये प्रक्षेपित केले.

तसेच, डिसेंबर १९९५ मध्ये ‘नासा’, युरोपियन स्पेस एजन्सी आणि ‘जेक्सा’ (जपान एरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजन्सी) यांनी संयुक्तपणे ‘सोलर अ‍ॅण्ड हेलिओस्फेरिक ऑब्झर्व्हेटरी’ (SOHO) प्रक्षेपित केले.

‘जेक्सा’ या जपानच्या अंतराळ संस्थेने १९८१ मध्ये आपला पहिला सौर निरीक्षण उपग्रह ‘हिनोटोरी’ (ASTROAA) प्रक्षेपित केला. ‘जेक्सा’च्या अधिकृत वेबसाईटनुसार, तीव्र एक्स-रे वापरून सौरज्वालांचा अभ्यास करणे, हा उद्देश होता.

‘जेक्सा’च्या इतर सौर शोधमोहिमा म्हणजे ‘योहकोह’ (SOLARAA) १९९१ मध्ये प्रक्षेपित केले गेले. ‘सोहो’ (नासा आणि युरोपियन स्पेस एजन्सी संयुक्तीकपणे) १९९५ मध्ये आणि १९९८ मध्ये ‘नासा’सोबत ट्रान्झिएंट रीजन आणि कोरोनल एक्सप्लोरर (TRACE) प्रक्षेपित केले.

२००६ मध्ये ‘हिनोड’ (SOLARAB) प्रक्षेपित करण्यात आले, जे ‘योहकोह’ (SOLARAA) चे उत्तराधिकारी होते आणि सूर्याभोवती भ्रमण करणारी सौर वेधशाळा होती. जपानने अमेरिका आणि ब्रिटनच्या सहकार्याने ही मोहीम सुरू केली होती. ‘हिनोड’ या वेधशाळा उपग्रहाचे उद्दिष्ट पृथ्वीवरील सूर्याच्या प्रभावाचा अभ्यास करणे हा आहे.

ऑक्टोबर १९९० मध्ये युरोपियन अंतराळ संस्थेने सूर्याच्या ध्रुवाच्या वर आणि खाली अवकाशातील वातावरणाचा अभ्यास करण्यासाठी ‘युलिसिस’ प्रक्षेपित केले. ‘नासा’ आणि ‘जेक्सा’च्या सहकार्याने प्रक्षेपित केलेल्या सौरमोहिमांव्यतिरिक्त, युरोपियन अंतराळ संस्थेने ऑक्टोबर २००१ मध्ये ‘प्रोब-२’ प्रक्षेपित केले. ‘प्रोब-२’ हे प्रोब मालिकेतील दुसरे ‘प्रोब’ आहे. ‘प्रोब-१’च्या यशस्वी अनुभवानंतर जवळजवळ आठ वर्षांनी ही प्रक्षेपित झाली. ‘प्रोब-१’ ही सौर शोधमोहीम नव्हती.

ऑन-बोर्ड ‘प्रोब-२’ मध्ये चार प्रयोग होते. त्यापैकी दोन सौर निरीक्षण प्रयोग होते.

‘प्रोब’ म्हणजे ‘प्रोजेक्ट फॉर व ऑन बोर्ड ऑटोनॉमी.’ युरोपियन अंतराळ संस्थेच्या आगामी सौरमोहिमांमध्ये २०२४ साठी नियोजित ‘प्रोब-३’ आणि २०२५ साठी नियोजित ‘सोलर विंड मॅग्नेटोस्फियर आयनोस्फियर लिंक एक्सप्लोरर’ यांचा समावेश आहे.

चीनच्या सौरमोहिमा

‘अ‍ॅडव्हान्स्ड स्पेस बेस्ड सोलर ऑब्झर्व्हेटरी’ दि. ८ ऑक्टोबर २०२२ रोजी नॅशनलस्पेस सायन्स सेंटर, चायनीज अकॅडमी ऑफ सायन्सेस (CAS) द्वारे यशस्वीरित्या प्रक्षेपित करण्यात आली.

‘आदित्य-एल १’ने यशस्वी प्रक्षेपण केले आणि नियोजित उद्दिष्टे पूर्ण केली, तर अंतराळ आणि विज्ञान क्षेत्रात भारताचे नाव निश्चितच वरच्या श्रेणीमध्ये जाईल. शिवाय, अनेक भावी भारतीय शास्त्रज्ञांकरिता अनोख्या संधी उपलब्ध होतील, हे नक्की!