झेपावे सूर्यमंडळा...

अंतराळातील ग्रहतारे आणि चांद्रमोहिमांबरोबरच आता सरसावल्या आहेत. तेव्हा या मोहिमांचे स्वरुप, त्यांच्याकडून केले जाणारे संशोधन याचा आढावा घेणारा हा माहितीपूर्ण लेख...

सौर शोधकार्यासाठी अमेरिकेची अंतराळ संस्था असलेल्या ‘नासा’ने १२ ऑगस्ट २०१८ रोजी भारतीय वेळेनुसार दुपारी १ वाजता ‘युजीन पार्कर’ यान अंतराळात सोडले. पृथ्वीपासून १४९ दशलक्ष किमी दूर असणार्‍या सूर्याच्या बाह्य वातावरणातील प्रभामंडळात (corona) शिरकाव घेऊन या यानाच्या साहाय्याने ‘नासा’ तेथील पाहणी करणार आहे. हे पाहणीचे ठिकाण सूर्यापासून अगदी जवळ म्हणजे ६० लक्ष किमी अंतरावर असेल. या पाहणी अभ्यासातील पहिला हेतू, सौर प्रभामंडळातील मिनिटाला ४०० किमीने धावणार्‍या सौरवार्‍यातील ऊर्जा व मूलकण सूर्य कसे बाहेर आणतो, ते अभ्यासणे व दुसरा हेतू या सौरऊर्जा व मूलकणांचा पृथ्वीवर काय परिणाम होतो, ते अभ्यासणे. सौरवार्‍यांचे उत्सर्जन म्हणजे त्याला विज्ञान-बोलीत ‘अंतराळातील हवामान’ म्हणतात.

या अंतराळ-हवामानाचा पृथ्वीजवळ सौरवार्‍यांचा विद्युतधारांच्या मूलकणातून पृथ्वीवरील चुंबकीय वातावरणावर आघात होतो व अंतराळवीरांचे अंतराळात सुरक्षित वावरणे, रेडिओ उत्सर्जांचे दळणवळण, अंतराळातील ठावठिकाणांच्या चिन्हांवर (GPS signal) व सेवाजालांवर प्रभाव पडणे इत्यादी बाबींवर लक्ष ठेवावे लागते. ‘हेलियम’ हे आवर्तसारणीतील९ दुसर्‍या क्रमांकाचे मूलद्रव्य व ते हायड्रोजनच्या खालोखाल मोठ्या प्रमाणावर आढळणारे मूलद्रव्य आहे. या मूलद्रव्याचा शोध पृथ्वीवर न लागता त्याचा शोध सूर्यावर लागला. सूर्याच्या पोटात उष्णता व दाब निर्माण करण्यासाठी हे व हायड्रोजन मूलद्रव्ये फार गुणकारी आहेत, ते शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले.

यानाला कर्ब सॅण्ड्विच कवचाचे (थर्मल प्रोटेक्शन प्रणालीचे) संरक्षण

आश्चर्याची बाब म्हणजे, सूर्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान सुमारे ५,५०० अंश सेल्सिअस आहे, तर सूर्याच्या बाह्य प्रभामंडळातील तापमान हे कित्येक दशलक्ष अंश सेल्सिअस आहे व या प्रचंड तापमानात यानाचे धातू वितळून जाऊ नयेत म्हणून त्याच्या सभोवती एक उष्णतारोधक साडेबारा सेंटिमीटर जाडीचे कवच ठेवले जाणार आहे. हे सॅण्ड्विच कवच दोन संमिश्र कर्ब प्लेटचे २.४ मीटर रूंद राहणार असून ते १३०० अंशाहून जास्त तापमान सहन करणारे, उष्णता शोषून घेणारे व यानाला सहन होईल तेवढे योग्य थंड तापमान ३० अंश सेल्सिअस तापमान राखणारे असेल. फक्त ७३ किग्रॅ वजनाच्या या सॅण्ड्विच कवचामध्ये मऊ फोम पदार्थ असणार व त्यातील ९७ टक्के जागा मोकळी राहणार. सूर्याच्या पृष्ठभागाकडे तोंड करून राहणार्‍या कवचाला पांढरा सिरॅमिक रंग लावलेला आहे, त्यामुळे त्यासमोर आलेली मोठी उष्णता परावर्तित केली जाते. या सौर प्रभामंडळात आधीच्या माहितीप्रमाणे सौरवारे व वादळे, बाहेर फेकले जाणारे विद्युतभारदारी व चुंबकीय ऊर्जा असलेले मूलकण असणार.

या सौरशोध यानाचे नाव ‘युजीन पार्कर’ का?

९१ वर्षांचे शिकागोच्या विद्यापीठातील ‘अ‍ॅस्ट्रोफिजिसिस्ट’ शास्त्रज्ञ प्रा. युजीन पार्कर यांनी ६० वर्षांपूर्वी १९५८ मध्ये सूर्याच्या प्रभामंडळात वेगाने धावणारे सौरवारे अस्तित्वात आहेत म्हणून भाकीत केलेले होते. अनेकांनी या त्यांच्या भाकिताला विरोध दर्शविला होता. परंतु, शास्त्रज्ञ चंद्रशेखर सुब्रह्मण्यम यांनी या सौरवार्‍याविषयी सकारात्मक उद्गार काढले होते. या सौर शोधकार्याच्या अंतराळयानाला म्हणूनच ‘युजीन पार्कर’ यांचे नाव दिले गेले. इतर सुमारे ११ लक्ष शास्त्रज्ञांची नावे या यानाबरोबर प्रभामंडळाला स्पर्श करण्याकरिता पाठविली जातील.

हे अंतराळयान एकूण १.५ अब्ज डॉलर किंमतीचे व सात वर्षांमध्ये २४ वेळा सूर्याला प्रदक्षिणा घालून प्रभामंडळाला स्पर्श करणारे असेल व त्यानंतर सूर्याभोवतीच्या ८८ दिवसांनी फिरणार्‍या लंबवर्तुळ आकाराच्या कक्षेत राहणार आहे. लंबवर्तुळ आकाराचे असण्यामुळे सूर्यापासून सगळ्यात जवळचे ठिकाण ६० लक्ष किमी अंतरावर असेल. प्रत्येक फेरीकरिता या यानाला शुक्र ग्रहाच्या गुरुत्वाकर्षणाची मदत घेतली जाणार आहे.

कृत्रिम सूर्य

कृत्रिम निर्मितीच्या बाबतीत चीनने मोठी मजल मारली आहे. जनुकीय फेरफार करून जन्माला घातलेली बाळे असोत वा दक्षिण चीनमध्ये कृत्रिम बेट असो, कृत्रिम प्रज्ञेकरिता चीनने कोट्यवधीची गुंतवणूक केली आहे. गेल्या वर्षीपासून चीनने कृत्रिम सूर्य व कृत्रिम चंद्र निर्माण करण्याच्या उद्योगांना मोठी सुरुवात केली आहे. अन्हुई जिल्ह्यातील ‘एक्सपिरिमेंटल अ‍ॅडव्हान्स सुपरकंडक्टिंग टोकामाक इस्ट’ हा प्रकल्प चीनने २००६ मध्ये उभारला. यात हायड्रोजनचे आयसोटोप्स ड्युटेरियम व ट्रिटियमचा वापर करून सूर्यप्रकाशासारखीच अणू संमिलनातून ऊर्जा उत्पन्न केली जाते. या प्रयोगात चीनला थोडेफार यश मिळाले आहे. हे हायड्रोजनचे ‘आयसोटोप्स’ आपल्याला समुद्राच्या पाण्यातून उपलब्ध होऊ शकतात. या चीनच्या कृत्रिम सूर्याच्या प्रकल्पाचे काम सुरू आहे. हायड्रोजन अणुकेंद्रके एकत्र आल्यास त्याच्यातून प्रचंड ऊर्जा उत्सर्जित होते.

सूर्यावरचा अभ्यास करताना मानव आता अणुभंजनाच्या माध्यमातून ऊर्जानिर्मितीचे प्रयोग व प्रतिसूर्य बनवण्याच्या विचारात आहे. चीनमध्ये ‘हेफी इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिकल सायन्सेस’चे शास्त्रज्ञ चक्क एक सूर्य बनवित आहेत. हा प्रकल्प अमेरिका, रशिया, चीन यांच्यासह ३० देश करत आहेत. १०० दशलक्ष अंश सेल्सिअस उष्णता निर्माण करणारा चीन हा जगातला पहिलाच देश आहे. कृत्रिम चंद्र निर्माण करून चेंगडू शहराला रात्रीच्या प्रकाशात उजळून टाकण्याची या देशाची आणखीन एक महत्त्वाकांक्षा आहे. कृत्रिम सूर्याचा प्रयोग हा क्रांतिकारी आहे. तो यशस्वी होण्याची दाट शक्यता आहे. अणुभट्ट्यांच्या सुरक्षेबाबबत अनेक देश साशंक होते, पण अणुभंजनाधारित ऊर्जानिर्मिती घातक किरणोत्सर्गी नाही व ती पर्यावरणस्नेही आहे, हे चीनने दाखवून दिले.

सौर प्रणालीच्या काठावर एक ग्रह ‘एक्स’

हा ‘एक्स’ ग्रह सूर्यापासून लांबच्या कक्षेत असल्याने तो सूर्याभोवती एक फेरी मारण्यास ४० हजार वर्षे घेतो. या ‘एक्स’ वस्तूला २०१५ टीजी ३८७ (गॉबलिन) असे शास्त्रज्ञांनी नाव ठेवले आहे. तो साधारणपणे सूर्यापासून ८० ‘एयु’ प्रमाण (अण) दूर आहे. एक ‘एयु’ प्रमाण म्हणजे सूर्यापासून पृथ्वीचे अंतर एक ‘एयु’ आहे असे शास्त्रज्ञांच्या भाषेत आहे. प्लुटो हा ग्रह सूर्यापासून ३४ ‘एयु’ आहे. म्हणजे थोडक्यात ‘एक्स’ ग्रह प्लुटोच्या सूर्यापासूनच्या अंतरापेक्षा साधारणपणे अडीचपट अंतरावर आहे. या मानलेल्या वस्तूचे सूर्यापासूनचे जवळचे अंतर ६५ ‘एयु’ आहे. त्याला ‘लंबवर्तुळाचा पेरिहेलीयन’ म्हणतात. ८ एप्रिल, २०१९च्या वृत्तानुसार ‘नासा’च्या ‘पार्कर सौर शोध मोहिमे’च्या ४ एप्रिलला (२२.४० जीएमटी) दोन फेर्‍या पूर्ण झाल्या. त्यावेळी अंतराळयान सूर्याच्या पृष्ठभागापासून २४ दशलक्ष किमी अंतरावर होते व ते यान ताशी ३४,११,२१० किमी वेगाने त्यावेळी ‘पेरिहेलीयन’ जवळ धावत होते.

‘इस्रो’ झेपावणार तळपत्या सूर्याकडे

‘भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था’ अर्थात ‘इस्रो’ २०२० मध्ये सूर्याकडे झेपावण्याची अंतिम तयारी करीत आहे. ‘चांद्रयान-२’ मोहिमेनंतर ‘इस्रो’ने ‘आदित्य’ मोहीम जाहीर केली होती. तेव्हापासून २००४ पासून काम सुरू आहे. पण तळपत्या सूर्यावर कोणतेही यान उतरविणे शक्य नाही. त्यामुळे विशिष्ट अंतरावर विविध पेलोड स्थिरावून सूर्याचा अभ्यास करावा लागणार आहे. पृथ्वीपासून १५ लाख किमी अंतरावरील ‘लॅग्रांजिअन’ म्हणजे ‘एल’ बिंदूवर यान ठेवण्यात येईल. त्यावर अतिरिक्त निरीक्षणासाठी सहा पेलोड असतील व या मोहिमेला ‘आदित्य एल १’ मोहीम म्हणणार आहेत. या बिंदूवर उपग्रह राहिल्यास त्याला ग्रहण व दृष्टिआड होण्याचा धोका यांचा अडथळा न येता नेहमी सूर्याचा अभ्यास करता येईल. याची रचना अंतिम झाली आहे. यात विविध कॅमेरे आहेत. सध्या फक्त ग्रहणकाळात अभ्यास केला जातो. यानंतर पेलोडच्या माध्यमातून कृत्रिम ग्रहणस्थिती निर्माण करून हा अभ्यास केला जाणार आहे.

दृश्य प्रकाश व अवरक्त पट्ट्यामध्ये निरीक्षण करून ‘सौर-कोरोना’चा उगम व प्रवाही कारणांबाबत अभ्यास करता येईल. तसेच अतिनील पट्ट्यांमध्ये सूर्याच्या फोटोस्फिअर व क्रोमोस्फिअर सौरवारा गुणधर्माच्या बदलांचा अभ्यास, तापमानवाढी संदर्भात एक्सरे फ्लेरसचा अभ्यास, सौरवार्‍याची रचना व ऊर्जा वितरणाचा अभ्यास, बदलत्या प्रवाही मूलकणांचा अभ्यास करणे यातील उपकरणांच्या साहाय्याने करता येणार आहे. एकंदरीत ‘नासा’ने एवढे मोठे सौरशोधकार्य हाती घेतले आहे, त्याला चीनच्या कृत्रिम सूर्य प्रकल्पाला आणि ‘इस्रो’ला त्यांच्या इच्छित प्रकल्पाला मी यश चिंतितो. आपल्या देशातील विज्ञान शिकलेली माणसे पैसा मिळविण्याकरिता प्राध्यापकी व आयटीकडे वळतात. चुकूनमापून थोडे संशोधनाकडे वळतात.पण, अशा कामांना किती समस्यांना तोंड द्यावे लागते ते ‘टीआयएफआर’च्या थकीत वेतनावरून कळेल. आपल्या देशाला मोठे संशोधनक्षेत्रात शिरण्याची मोठी गरज आहे, तरच आपण काहीतरी देशाचे नाव मोठे करू.