बेपीकोलंबो मोहिमेची वैज्ञानिक तयारी

 

 

 

बुधाच्या अभ्यासासाठी यापूर्वी अमेरिकेची ‘मरिनर-१०’ आणि ‘मेसेंजर’ ही अंतराळयाने पाठवण्यात आली होती. ‘मरिनर-१०’ने १९७४-७५ मध्ये बुधाजवळून उड्डाणे केली आणि ग्रहाच्या पृष्ठभागाचा पहिला जवळून अभ्यास केला. त्यानंतर ‘मेसेंजर’ने २०११ ते २०१५ या काळात बुधाभोवती प्रदक्षिणा घालत विस्तृत निरीक्षणे केली. या मोहिमेमुळे बुधाच्या पृष्ठभागावर पाण्याच्या बर्फाचे साठे असल्याचे महत्त्वपूर्ण पुरावे मिळाले. सूर्याच्या इतया जवळ असलेल्या ग्रहावर बर्फ टिकून राहणे, हे सुरुवातीला विस्मयकारकच वाटते. मात्र, ध्रुवीय प्रदेशातील कायम सावलीत असलेल्या खोल विवरांमध्ये तापमान अत्यंत कमी राहू शकते. त्यामुळे तेथे बर्फ दीर्घकाळ स्थिर राहण्याची शयताही निर्माण होते.

 

आता बुधाच्या अभ्यासासाठी युरोपीय अवकाश संस्था आणि जपानची अवकाश संशोधन संस्था यांच्या संयुक्त विद्यमाने, ‘बेपीकोलंबो’ (BepiColombo) मोहीम कार्यरत आहे. दि. २० ऑक्टोबर २०१८ रोजी प्रक्षेपित झालेल्या या मोहिमेने सूर्याभोवतीच्या अत्यंत गुंतागुंतीच्या गुरुत्वीय परिस्थितीतून मार्गक्रमण करत, बुधाच्या दिशेने प्रवास केला आहे. बुधाजवळ पोहोचण्यासाठी केवळ सरळ रेषेत अंतराळयान पाठवणेच पुरेसे नसते. सूर्याचे प्रचंड गुरुत्वाकर्षण अंतराळयानाला वेगाने पुढे खेचते. त्यामुळे योग्य कक्षा मिळवण्यासाठी, ग्रहांच्या जवळून नियोजित उड्डाणे आणि सौर-विद्युत प्रणोदनाचा वापर करण्यात आला आहे. जवळपास आठ वर्षांच्या प्रवासानंतर ही मोहीम आता वैज्ञानिक अभ्यासाच्या निर्णायक टप्प्याच्या उंबरठ्यावर आहे.

 

‘बेपीकोलंबो’चे वैशिष्ट्य म्हणजे, त्यात एकच वैज्ञानिक यान नसून, दोन स्वतंत्र परिभ्रमण याने आहेत. युरोपीय अवकाश संस्थेचे ‘मर्युरी प्लॅनेटरी ऑर्बिटर’ आणि जपानचे ‘मर्युरी मॅग्नेटोस्फेरिक ऑर्बिटर’, ज्याला ‘मिओ’ असे नाव देण्यात आले आहे. ही दोन्ही याने सुरुवातीला एकत्रित संरचनेत बुधाकडे प्रवास करत आहेत. बुधाजवळ पोहोचल्यानंतर ती स्वतंत्र कक्षांमध्ये कार्य करतील. एका यानातून ग्रहाचा पृष्ठभाग, अंतर्गत रचना आणि रासायनिक स्वरूप तपासले जाईल; तर दुसरे यान बुधाभोवतीचे चुंबकीय क्षेत्र आणि त्याच्या बाह्य अवकाशीय वातावरणाचा अभ्यास करेल.

 

या संपूर्ण मोहिमेतील एक अत्यंत महत्त्वाचे उपकरण म्हणजे ‘बेला’, म्हणजेच बेपीकोलंबो लेसर उंचीमापक. हे उपकरण बुधाच्या पृष्ठभागाचे आकारमान, उंच-सखल रचना आणि भू-आकृती मोजण्यासाठी तयार करण्यात आले आहे. अंतराळयान बुधाभोवती योग्य कक्षेत पोहोचल्यावर ‘बेला’ लेसरच्या अतिशय सूक्ष्म स्पंदनांचा वापर करून पृष्ठभागावर अंतर मोजेल. लेसर प्रकाशाचा स्पंद पृष्ठभागावर आदळून परत येण्यासाठी लागणारा वेळ अत्यंत अचूकपणे मोजला जातो. या माहितीच्या साहाय्याने बुधाच्या पृष्ठभागाचा त्रिमितीय नकाशा तयार करता येईल.

 

या उपकरणाच्या बाबतीत अलीकडील घडामोड विशेष महत्त्वाची आहे. दि. १४ सप्टेंबर २०२६ रोजी ‘बेला’तील लेसर, अंतराळात प्रथमच सक्रिय करण्यात आला. अंतराळयान पृथ्वीपासून सुमारे २० कोटी किलोमीटर दूर असताना, सुरुवातीला लेसरचे अतिशय अल्प कालावधीचे प्रायोगिक स्पंद सोडण्यात आले. या स्पंदांचा उद्देश बुधाचा अभ्यास करणे नसून, इतकी वर्षे अंतराळात प्रवास केल्यानंतर लेसर प्रणाली व्यवस्थित कार्यरत आहे का? तिची उष्णता नियंत्रित मर्यादेत आहे का? आणि तिचे इतर भाग अपेक्षेप्रमाणे काम करत आहेत का? हे तपासण्याचा होता. पहिल्या चाचणीनंतर मिळालेल्या माहितीने, उपकरणाची कार्यक्षमता अपेक्षित असल्याचे स्पष्ट केले.

 

‘बेला’ची खरी वैज्ञानिक क्षमता मात्र बुधाजवळ पोहोचल्यावरच दिसणार आहे. पृष्ठभागावरच्या पर्वतरांगा, विवरे, मैदाने आणि उंच-सखल प्रदेशांची अचूक उंची मोजता आल्यास, बुधाच्या भूवैज्ञानिक इतिहासाचा अधिक सखोल मागोवा घेता येईल. एखाद्या ग्रहाच्या पृष्ठभागाचा केवळ छायाचित्रात्मक नकाशा आपल्याला त्याचा आकार दाखवतो; परंतु उंचीची अचूक माहिती जोडल्यावर त्या प्रदेशाची त्रिमितीय रचनाच समजते. त्यातून प्राचीन उल्कापात, ज्वालामुखीय क्रिया आणि ग्रहाच्या आतील भागातील आकुंचनासारख्या प्रक्रियांचे पुरावे अधिक स्पष्ट होतात.

 

बुधाच्या अभ्यासातील आणखी एक महत्त्वाचा प्रश्न त्याच्या आकुंचनाशी संबंधित आहे. ग्रहाच्या निर्मितीनंतर त्याचा आतील भाग हळूहळू थंड होत गेला आणि त्यामुळे ग्रहाच्या आकारमानात किंचित घट झाली असावी. या प्रक्रियेमुळे पृष्ठभागावर मोठ्या भेगा, कडे आणि उंच-सखल रचना निर्माण झाल्या आहेत. अशा भू-आकृतींचे अचूक मापन केल्यास, बुधाच्या अंतर्गत उत्क्रांतीविषयी माहिती मिळू शकते. याच कारणामुळे पृष्ठभागाच्या त्रिमितीय नकाशाला केवळ नकाशाशास्त्रीय नव्हे, तर ग्रहविज्ञानाच्या दृष्टीनेही मोठेच महत्त्व आहे.

 

बुधाच्या अभ्यासातून सूर्याच्या प्रभावाखालील ग्रहांचे स्वरूप समजून घेण्याचीही संधी मिळते. सूर्याजवळ असल्यामुळे बुधावर सौर वार्‍याचा आणि तीव्र सौर किरणोत्सर्गाचा प्रभाव मोठा असतो. त्याला पृथ्वीसारखे दाट वातावरण नसल्यामुळे सूर्यापासून येणारे कण थेट त्याच्या पृष्ठभागाशी आणि अत्यंत विरळ बाह्य वायुमंडलाशी परस्पर-संवाद करतात. या प्रक्रियेमुळे पृष्ठभागावरील पदार्थांचे सूक्ष्म कण अवकाशात फेकले जाणे, तसेच बाह्य वायुमंडलातील अणूंच्या प्रमाणात बदल होण्यासारख्या घटना घडतात. बुधाचे चुंबकीय क्षेत्र या सौर वार्‍याशी कशाप्रकारे परस्पर-संवाद करते, हादेखील ‘बेपीकोलंबो’ मोहिमेच्या अभ्यासाचा महत्त्वाचा भाग आहे. याच निरीक्षणांतून सूर्याजवळील ग्रहांच्या अवकाशीय वातावरणाची रचना आणि त्यातील सततचे बदल अधिक स्पष्ट होऊ शकतात.

 

‘बेपीकोलंबो’ मोहिमेचे महत्त्व केवळ बुधाच्या पृष्ठभागापुरतेच मर्यादित नाही. बुधाचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या तुलनेत खूपच कमकुवत असले, तरी ते अस्तित्वात आहे आणि त्याच्या निर्मितीमागील प्रक्रिया समजून घेणे, ग्रहाच्या अंतर्गत भागाच्या अभ्यासासाठी महत्त्वाचे आहे. बुधाचा धातुयुक्त गाभा त्याच्या आकाराच्या तुलनेत असामान्यपणे मोठा आहे. त्याच्या गाभ्याची रचना, बाह्य थरांची स्थिती आणि चुंबकीय क्षेत्राचा परस्परसंबंध समजल्यास खडकाळ ग्रहांची अंतर्गत रचना कशी विकसित होते, याबाबत व्यापक माहिती मिळू शकते.

 

मोहिमेची वैज्ञानिक कार्यवाही टप्प्याटप्प्याने सुरू होणार आहे. दि. ९ डिसेंबर २०२६ रोजी ‘मिओ’ला बुधाभोवतीच्या कार्यकारी कक्षेत स्थापित करण्याचे नियोजन आहे. त्यानंतर युरोपीय परिभ्रमण यानाला त्याच्या वैज्ञानिक कक्षेत नेण्यासाठी आवश्यक कक्षीय हालचाली केल्या जातील. ते मार्च २०२७ मध्ये आपल्या वैज्ञानिक कक्षेत पोहोचण्याचे नियोजन आहे. त्यानंतर दि. ६ एप्रिल २०२७ रोजी ‘बेपीकोलंबो’च्या मुख्य वैज्ञानिक टप्प्याला सुरुवात होण्याचे नियोजन आहे.

 

बुध हा आकाराने लहान असला, तरी त्यातून ग्रहांच्या निर्मितीचा मोठा इतिहास समजतो. सूर्याच्या तीव्र गुरुत्वीय क्षेत्रात टिकून राहिलेला हा ग्रह, आपल्या सौरमालेतील खडकाळ ग्रह कसे तयार झाले, त्यांच्या अंतर्गत भागात कोणते बदल झाले आणि सूर्याजवळील कठीण वातावरणाचा ग्रहांच्या उत्क्रांतीवर कसा परिणाम होतो, यासाठी एक नैसर्गिक प्रयोगशाळाच आहे.

 

‘बेपीकोलंबो’च्या उपकरणांमधून मिळणारी नवी माहिती आणि ‘बेला’ने तयार केलेला बुधाचा अचूक त्रिमितीय नकाशा, या छोट्याशा ग्रहाविषयीच्या अनेक जुन्या प्रश्नांना नवी दिशा देऊ शकतो. बुधाचा अभ्यास म्हणजे केवळ एका ग्रहाचा शोध नव्हे; तो आपल्या संपूर्ण सौरमालेच्या निर्मितीचा इतिहास समजून घेण्याचा आणखी एक महत्त्वाचा मार्ग आहे.