'देशी वेधशाळे’ची गगनभरारी(अरविंद परांजपे) esakal

‘स्वदेशी वेधशाळे’ची गगनभरारी(अरविंद परांजपे)

4 ऑक्टोबर 2015 - 02:45 AM IST

मंगलयानाच्या यशस्वी मोहिमेनंतर भारतानं दुसरं यश मिळवलं आहे ते ‘ॲस्ट्रोसॅट’च्या रूपानं. खगोलनिरीक्षणाच्या संशोधनात जागतिक पातळीवर दखल घ्यावी असं हे भारताचं लक्षणीय यश आहे. संपूर्णपणे स्वदेशी बनावटीची वेधशाळा तयार करून तिचं यशस्वी उड्डाणही झालं. या उपग्रहरूपी वेधशाळेच्या माध्यमातून मिळणारी माहिती केवळ सरकारी संस्थांमध्ये काम करणाऱ्या शास्त्रज्ञांनाच मिळेल असं नाही; तर ती अन्य शास्त्रज्ञांनाही मिळू शकेल. ॲस्ट्रोसॅटच्या प्रकल्पाचं हे आणखी एक वेगळेपण. गेली २० वर्षं या प्रकल्पावर काम सुरू होतं. हा प्रकल्प आणि त्याचे फायदे यांचा हा वेध...

थ्वीच्या कक्षेत स्थापित करण्यात आलेल्या ‘ॲस्ट्रोसॅट’ या संपूर्ण भारतीय बनावटीच्या वेधशाळेमुळं केवळ भारतीयच नव्हे; तर जागतिक पातळीवर खगोलनिरीक्षणाच्या संशोधनात एका नव्या अध्यायाची सुरवात झाली आहे. ही खगोलीय वेधशाळा म्हणजे पृथ्वीचा एक कृत्रिम उपग्रह किंवा सॅटेलाईट आहे. ‘ॲस्ट्रॉनॉमी सॅटेलाईट’वरून ‘ॲस्ट्रोसॅट’ असं या वेधशाळेचं नाव ठेवण्यात आलेलं आहे.

भारतीय वेळेनुसार २८ सप्टेंबर रोजी सकाळी १० वाजता या खगोलीय वेधशाळेनं ‘इस्रो’च्या ‘पीएसएलव्ही-सी थर्टी’ या यानावर स्वार होऊन अंतराळाकडं झेप घेतली. सुमारे ६५० किलोमीटरचा प्रवास अवघ्या २२ मिनिटांत पूर्ण करून या यानानं ही ‘ॲस्ट्रोसॅट’ तिच्या कक्षेत स्थापित केली आहे. ‘ॲस्ट्रोसॅट’बरोबर इंडोनेशियाच्या एक, कॅनडाच्या एक आणि अमेरिकेच्या चार कृत्रिम उपग्रहांनादेखील कक्षेत स्थापित करण्यात आलं होतं. या सर्व उपग्रहांचं एकूण वजन १ हजार ६३१ किलोग्रॅम होतं, तर त्यातल्या ‘ॲस्ट्रोसॅट’चं वजन १ हजार ५१३ किलोग्रॅम आहे. खुद्द ‘पीएसएलव्ही-सी थर्टी’चं वजन ३२० टन, तर त्याची उंची ४५ मीटर होती. ‘पीएसएलव्ही’चं हे सलग तिसावं यशस्वी उड्डाण आहे.



‘ॲस्ट्रोसॅट’च्या संकल्पनेची सुरवात सुमारे २० वर्षांपूर्वी झाली. त्यात मुंबईच्या टाटा इन्स्टिट्यूटच्या शास्त्रज्ञांनी (टाटा मूलभूत संशोधन संस्था - टीआयएफआर) पुढाकार घेतला होता. आज त्याचं फलित आपल्यासमोर आहे. पुढं जाण्यापूर्वी, ‘अंतराळात वेधशाळा सोडायची गरज काय?’ या प्रश्‍नाचं उत्तर आपण पाहू या. आपल्याला दिसतो तो दृष्य प्रकाश. हा प्रकाश म्हणजे विविध तरंगलांबींच्या विद्युतचुंबकीय लहरी असतात. निळ्या प्रकाशाची तरंगलांबी लाल प्रकाशाच्या तरंगलांबीपेक्षा कमी असते; तसंच तरंगलांबी जितकी कमी, तितकी तिची ऊर्जा जास्त. या विद्युतचुंबकीय लहरींचं वर्णपटल खूप मोठं आहे. एकीकडं अधोरक्त, रेडिओ अशा लहरी, तर दुसऱ्या बाजूला क्रमाक्रमानं वाढत्या ऊर्जेच्या अतिनील (Ultra-violet), सॉफ्ट आणि हार्ड क्ष-लहरी आणि गामा लहरी आहेत. एखाद्या खगोलीय पदार्थाबद्दल आपल्याला संपूर्ण माहिती ही पदार्थातून येणाऱ्या या सर्व लहरींच्या निरीक्षणातूनच मिळू शकते.

यातल्या रेडिओलहरी, दृश्‍यलहरी या संपूर्णपणे भूतलापर्यंत पोचू शकतात; पण इतर लहरींना मात्र आपलं वायुमंडल शोषून घेतं आणि त्या आपल्यापर्यंत पोचू शकत नाहीत. आपल्या वातावरणातलं बाष्प अधोरक्त लहरींना शोषून घेतं. त्यासाठी उंच डोंगरांवर वेधशाळा बांधली जाते. खगोलशास्त्रज्ञांनी गरम वायूच्या फुग्यात किंवा खूप उंचीवर जाणाऱ्या विमानात वेधाची उपकरणं बसवली आहेत; पण त्यांना मर्यादा त्या वाहनाच्या इंधनसाठ्याची असते. अंतराळात स्थापित करण्यात येणाऱ्या वेधशाळांसाठी या मर्यादेची सीमा खूप जास्त असते. खुद्द वेध-उपकरणांना सोलर पॅनेलच्या माध्यमातून ऊर्जा देता येते; पण अर्थात इथं ही मर्यादा येते ती वजनाची. 

इथं मुद्दा इतकाच की अतिनील किंवा क्ष-किरणांचा वेध घेण्यासाठी आपल्याला पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेर जाण्याची गरज असते. या दिशेनं आपल्या देशातला पहिला प्रयत्न १९९६ मध्ये २१ मार्च रोजी करण्यात आला होता. पीएसएलव्ही-डी थ्रीद्वारे ‘टीआयएफआर’च्या शास्त्रज्ञांनी बनवलेला क्ष-किरणांचा वेध घेणारा उपग्रह पृथ्वीच्या कक्षेत बसवण्यात आला. या यशस्वी प्रयोगानंतर त्या वेळेच्या मोठ्या शास्त्रज्ञांनी आणि त्यात भारतीय अंतराळ मोहिमेचे प्रणेते खुद्द सतीश धवन यांनी एक प्रकारे आपल्या खगोलशास्त्रज्ञांना आणि इंजिनिअरना आव्हानच दिलं ः ‘आता तुम्ही यापेक्षा मोठा विचार करा आणि असा एखादा मोठा प्रकल्प आखा.’ अशा प्रकल्पासाठी इस्रोचीही मदत करण्याची तयारी असेल, असंही सूचित करण्यात आलं.

टाटा इन्स्टिट्यूटचे शास्त्रज्ञ प्राध्यापक प्रल्हाद अगरवाल यांनी लगेच काही महिन्यांतच एक प्रस्ताव मांडला. हा प्रस्ताव म्हणजे, एका विशिष्ट प्रकारच्या उपकरणांचा वापर करून क्ष-किरणांचा अभ्यास करणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहाचा होता. जेव्हा हा प्रस्ताव त्या वेळचे ‘इस्रो’चे तत्कालीन अध्यक्ष के. कस्तुरीरंगन यांनी वाचला, तेव्हा ते खूप प्रभावित झाले आणि या प्रस्तावाला ते केवळ दुजोराच देऊनच थांबले नाहीत, तर बंगळूरमध्ये अशा मोहिमेची व्याप्ती किती आणि कशी असावी, यावर चर्चा करण्यासाठी दोन दिवसांची एक कार्यशाळा घेण्यासही सुचवलं.

अस म्हणता येईल की याच कार्यशाळेत एक प्रकारे ‘ॲस्ट्रोसॅट’चा पाया रचला गेला आला. तिथं वेगवेगळ्या संस्थांमधल्या शास्त्रज्ञांनी आपापले विचार मांडले. त्यावर मोठ्या प्रमाणात मंथन होऊ लागलं. यात प्रामुख्यानं ‘इस्रो’, टाटा इन्स्टिट्यूट, इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ ॲस्ट्रोफिजिक्‍स इथं काम करणारे शास्त्रज्ञ होते; तसंच ‘आयुका’च्या शास्त्रज्ञांचाही त्यात समावेश होता. खरंतर ‘आयुका’तले काही शास्त्रज्ञ (उदाहरणार्थः प्रा. श्‍याम टंडन) हे टाटा इन्स्टिट्यूटमधूनच आले होते आणि त्यांनी याआधी अशा चर्चेत भाग घेतला होता.

हळूहळू ‘ॲस्ट्रोसॅट’ आकार घेऊ लागली. अंतराळात वेधशाळा बसवायचा हा सर्वांचाच पहिला अनुभव होता. अनेकांनी परदेशात जाऊन या क्षेत्रात काम करणाऱ्या इतर शास्त्रज्ञांशी चर्चा केली. भारतात वेगवेगळ्या उपकरणांचा प्रोटोटाईप बनवून परीक्षणं आणि अभ्यास सुरू झाला. उपकरणं बनवणं आणि ती बरोबर काम करत आहेत की नाही, याची शहानिशा करणं हेही खूप महत्त्वाचं होतं. त्यासाठी पृथ्वीवर अवकाशीय स्थिती किंवा कमीत कमी त्यासारखी स्थिती तरी निर्माण करण्याची आवश्‍यकता होती. याचं एक छोटं उदाहरण म्हणजे, एका उपकरणासाठी लागणारी इलेक्‍ट्रॉनिक यंत्रणा पीसीबीवर करण्यात येते. हा पीसीबी म्हणजे एक मोठं कार्ड असतं. त्यावर सगळे घटक (म्हणजे रजिस्टर कपॅसिटर, आयसी) बसविण्यात येतात. हे एक कार्ड बनवून त्याची चाचणी घ्यायला काही महिनेसुद्धा लागू शकतात. असंच एक कार्ड व्हायब्रेशन चाचणीत असफल झालं. प्रत्यक्ष उड्डाणाच्या वेळी सर्व यंत्रांना प्रचंड प्रमाणात हादरे बसत असतात. कृत्रिमरीत्या अशा स्वरूपाचे हादरे त्या उपकरणांना दिले जातात आणि त्यानंतरही ही ती उपकरणं व्यवस्थित काम करत आहेत ना, हे बघण्यात येतं. अशा स्वरूपाच्या व्हायब्रेशन चाचणीत त्या कार्डाचे तुकडे झाले. बराच अभ्यास करून यामागचं कारण शोधण्यात आलं. या कार्डाची जाडी किंचित जास्त होती. मग कमी जाडीचं, लवचिक कार्ड तयार करण्यात आलं, तेव्हा त्या कार्डनं ते हादरे सहजपणे सहन केले.

यासंदर्भात आणखी एक प्रश्‍न विचारण्यात येतो आणि तो म्हणजे ‘याचा सर्वसाधारण लोकांना (किंवा खरंतर मला !) काय उपयोग?’
या उत्तराचे दोन भाग आहेत ः एकतर मानव हा इतर प्राण्यांसारखा फक्त अन्न-वस्त्र-निवारा इतकाच विचार करत नाही. त्याची बौधिक क्षमता या गोष्टींच्या खूप पलीकडं आहे. त्यामुळं आपण एखादी गोष्ट करताना, तिच्यातून आपल्याला काय मिळेल, हा संकुचित विचार करून करत नाही आणि दुसरी बाब म्हणजे, इतिहास असं सांगतो की नवीन शोधांचा उपयोग कालांतरानं होतोच. जेव्हा ‘ॲस्ट्रोसॅट’ किंवा अशा प्रकारचे प्रकल्प; मग ते कुठल्याही विषयातले असोत, जेव्हा हाती घेतले जातात, तेव्हा त्यांचा अप्रत्यक्ष लाभ या प्रकल्पांशी थेट न जोडलेल्या लोकांनाही होत असतो. थोडक्‍यात असं की स्वयंपाक जरी घरी केलेला असला, तरी त्यासाठी लागणारे मसाले कदाचित बाहेरून विकत आणलेले असतात; तसंच ‘ॲस्ट्रोसॅट’च्या विविध उपकरणांची निर्मिती जरी वेगवेगळ्या संस्थांमधून झालेली असली, तरी काही गोष्टी अशाही होत्या, ज्या त्यांना बाहेरून बनवून घ्याव्या लागल्या. अर्थात त्यालाही काही मर्यादा होत्या; पण जेव्हा अशा गोष्टी एखाद्या खासगी संस्थेनं बनवल्या, तेव्हा ते बनवण्याचं तंत्र हे त्या कंपनीकडं आपसूकच आलं. पुढं त्या कंपनीलाच या बाबीचा फायदा होत असतो.
‘ॲस्ट्रोसॅट’मधून घेतलेला डेटा म्हणजेच त्याची वेगवेगळी निरीक्षणं ही कुणालीही वापरता येण्याची सोय इस्त्रो आणि या क्षेत्रात काम करणाऱ्या शास्त्रज्ञांनी केली आहे. इतकंच नव्हे तर, हा डेटा कसा वापरायचा याचं प्रशिक्षणही वेळोवेळी देण्यात येत आहे. ज्या प्राध्यापकांना संशोधन करण्याची तीव्र इच्छा आहे; पण काही कारणांमुळं अशा मोठ्या संस्थांमध्ये काम करण्याची संधी त्यांना मिळत नाही, अशांना याचा फायदा होणार आहे. शिवाय, या क्षेत्रात अगदी नव्यानं पदार्पण केलेल्या तरुण संशोधकाला एखादी भन्नाट कल्पना सुचू शकेल आणि त्यातून कदाचित एखादा अकल्पित शोधही लागू शकेल, हाही लाभ आहेच.
पण त्यापूर्वी आपल्याला अनेक पल्ले गाठायचे आहेत. सर्वप्रथम ‘ॲस्ट्रोसॅट’च्या सर्व दुर्बिणींचं कसून परीक्षण करण्यात येईल. त्यासाठी काही महिने जातील. सध्या ‘ॲस्ट्रोसॅट’ची ‘तब्येत’ ठणठणीत आहे ना, याचं परीक्षण चालू आहे!

‘ॲस्ट्रोसॅट’ दिवसाला पृथ्वीच्या १४ प्रदक्षिणा करतोय आणि जेव्हा हा भारतावर असतो, तेव्हा आपल्या वाट्याला सुमारे १० ते १५ मिनिटं मिळतात आणि या काळात ‘ॲस्ट्रोसॅट’ला संदेश पाठवणं आणि त्याकडून येणारे संदेश घेणं (अपलिंक आणि डाउनलिंक) ही कार्य पूर्ण करावी लागतात. हा लेख लिहीत असेपर्यंत मिळालेली ताजी माहिती म्हणजे, तापमान नियंत्रित करणाऱ्या सर्व पद्धती नीट काम करत असल्याची पुष्टी झाली आहे.
लॅक्‍सपीसी (लार्ज एरिया प्रपोर्शनल काउंटर), एक्‍स-रे दुर्बिण, यूव्हीआयटी-अतिनील तरंगलांबींचं निरीक्षण घेणारी दुर्बिण अशा काही उपकरणांच्या इलेक्‍ट्रॉनिक पद्धती अपेक्षेप्रमाणं काम करत आहेत. अजून काही परीक्षणं बाकी आहेत. त्यानंतर या दुर्बिणी पहिल्यांदा आकाशाकडं बघतील.

एकदा दुर्बिणी आकाशाकडं वळवल्या, की सर्वप्रथम त्या काही अशा खगोलीय पदार्थांकडं वळवण्यात येतील, की ज्यांना खगोलीय मानक समजलं जातं. अनेक वर्षांच्या निरीक्षणातून या खगोलीय पदार्थांकडून येणाऱ्या ऊर्जेच्या तीव्रतेची आपल्याला आता अचूक माहिती आहे आणि म्हणून त्यांना ‘मानक’ मानण्यात येतं. तर या पदार्थांच्या निरीक्षणातून त्या त्या दुर्बिणी कशा काम करत आहेत, हे आपल्याला कळेल. ही सर्व परीक्षणं झाली की मग खऱ्या अर्थानं खगोलीय निरीक्षणांना सुरवात होईल. शास्त्रज्ञ आपापली निरीक्षणं घेण्यास सुरवात करतील. हा अधिकार सर्वप्रथम ज्या शास्त्रज्ञांनी या दुर्बिणी बनवल्या त्यांना असेल. मग एक वर्षानं कुठलाही भारतीय शास्त्रज्ञ निरीक्षणांसाठी आपला प्रस्ताव मांडू शकेल. त्या प्रस्तावाची पडताळणी शास्त्रज्ञांचा एक गट करेल आणि जर प्रस्ताव खरोखरच योग्यतेचा असेल, तर त्या शास्त्रज्ञाला ॲस्ट्रोसॅटवरून निरीक्षण घेता येईल. मात्र, शास्त्रज्ञांना या निरीक्षणांचा वापर एक वर्षात करावा लागेल. त्यानंतर मात्र हा डेटा कुणालाही वापरण्यासाठी खुला करण्यात येईल. या प्रकल्पाची कालमर्यादा सुमारे पाच वर्षांची निश्‍चित करण्यात आलेली आहे; पण ही वेधशाळा १० वर्षं सहजपणे काम करेल, असं जाणकारांचं मत आहे. सध्या अशा प्रकारची कुठलीही वेधशाळा अवकाशात नाही आणि तशी कुठलीही योजनासुद्धा नाही. तेव्हा पुढची चार-पाच वर्षं तरी या क्षेत्रात भारताचं वर्चस्व आंतरराष्ट्रीय पातळीवर असेल. या प्रकल्पाला आपल्या सर्वांच्या शुभेच्छा तर आहेतच; पण आपल्या शास्त्रज्ञांना यातून काही वेगळी, नवीन माहिती मिळेल, अशाही सदिच्छा आपण बाळगू या. या प्रकल्पातून काही तरुण शास्त्रज्ञ कदाचित एखादा नवाच मार्ग संशोधनासाठी मोकळा करतील, अशीही आशा करायला काहीच हरकत नाही !

-------------------------------------------------------------
‘ॲस्ट्रोसॅट’वरच्या दुर्बिणी 
विविध तरंगलांबीच्या विद्युतचुंबकीय लहरींचा वेध घेण्यासाठी ‘ॲस्ट्रोसॅट’वर पाच वेगवेगळ्या दुर्बिणी आहेत
१) यूव्हीआयटी (Ultraviolet Imaging Telescopes ) ः या ३८ सेंटिमीटर व्यासाच्या दोन दुर्बिणी आहेत. या अतिनील आणि दृष्य प्रकाशात अवकाशाचा वेध घेतील.
२) लार्ज एरिया झेनॉन प्रपोर्शनल काउंटर (LAXPC) ः हा तीन दुर्बिणीचा संच आहे. तो मध्यम ऊर्जेच्या क्ष-किरणांचा वेध घेईल. याचं क्षेत्रफळ ८ हजार वर्ग सेंटिमीटर आहे.
३) सॉफ्ट एक्‍स-रे टेलिस्कोप (SXT)  ः विशिष्ट प्रकारच्या शंकू आकाराचे हे आरसे आहेत. ते क्ष-किरणांना सीसीडीवर केंद्रित करतील. यांचा एकूण आकार १२० वर्ग सेंटिमीटर.
३) कॅडमियम-झिंक-टेल्युराईड कोटेड मास्क (CZTI)  ः ही एक विशिष्ट प्रकारची दुर्बिण आहे. जी हार्ड क्ष-किरणांचा वेध घेईल. ही एका वेळी सहा अंश आकाशाचा भाग बघू शकेल. (आकाशात चंद्राचा कोनीय आकार अर्धा अंश आहे)
४) स्कॅनिंग स्काय मॉनिटर ः ही एका फिरत्या प्लॅटफॉर्मवर बसवलेली दुर्बिण आहे. ही सुमारे दर सहा तासांत आकाशाच्या एका पट्ट्याचं निरीक्षण करेल. यात अशी व्यवस्था आहे की जर त्या भागात आकाशात काही घडामोडी झाल्या, तर लगेच त्याची सूचना आपल्याला मिळेल.

‘ॲस्ट्रोसॅट’ची उद्दिष्टं ः

•   एकाच वेळी अनेक तरंगलांबींमधून खगोलांचा वेध
•   आकाशाचे क्ष आणि अतिनील तरंगलांबीत निरीक्षण
•   क्ष-किरणांच्या तीव्रतेतल्या अचानक होणाऱ्या बदलांचा वेध
•   प्रामुख्यानं क्ष-किरणांत प्रारण करणाऱ्या द्वैती ताऱ्यांच्या वर्णपटलांचा अभ्यास, ताऱ्याच्या किरणांचा अभ्यास, इतर आकाशगंगांच्या समूहांचा अभ्यास इत्यादी
•   काही क्ष-स्रोताच्या ऊर्जेत, आवर्ततेत नियमितपणे किंवा अनियमितपण होणाऱ्या बदलांचा अभ्यास.