अंतराळवेध घेणारी अवाढव्य 'जेम्स वेब' दुर्बीण

 

 

 

 

 

असंख्य ग्रह-ताऱ्यांचे व कित्येक खगोलीय गूढ ज्ञान जाणण्याकरिता 'नासा' या अमेरिकेच्या अंतराळ संस्थेने ३१ वर्षांपूर्वी म्हणजे दि. २४ एप्रिल, १९९० रोजी कार्यान्वित केलेली 'हबल' दुर्बीण अजून फिरत आहे व तिच्या क्षमतेप्रमाणे व वापराप्रमाणे शास्त्रज्ञांना खगोलशास्त्राचे ज्ञान अविरतपणे पुरवित आहे. या 'हबल' दुर्बिणीमध्ये ज्या काही त्रुटी राहिल्या होत्या, त्या भरून काढण्याकरिता 'नासा'ने वेळोवेळी गेल्या ३१ वर्षांत 'हबल'हून मोठ्या व सक्षम अशा एकापेक्षा जास्त सक्षमतेच्या अनेक दुर्बिणी (१९९९ मध्ये 'चंद्रा', २००३ मध्ये 'स्पित्झर', २००८ मध्ये 'फर्मी', २००९ मध्ये 'केपलर', 'रेडिओ' अशा) अवकाशात पाठविल्या आहेत. 'हबल', 'चंद्रा', 'जेम्स' ही नावे अशा मोठ्या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून ठेवली गेली आहेत.

 

 

परंतु, शास्त्रीय जगतात मिळालेल्या माहितीवर समाधानी न होता, आणखीन खोलवर जाऊन माहिती मिळविण्याकरिता आणखी मोठ्या व जास्त सक्षम अशा दुर्बिणी बसविण्याचे काम 'नासा'कडून सुरू आहे. भारतीय प्रमाणवेळेनुसार संध्याकाळी ५ वाजून ५० मिनिटांनी शनिवार, दि. २५ डिसेंबरला 'नासा'कडून 'जेम्स वेब' या अवकाश दुर्बिणीचे प्रक्षेपण करण्यात आले. या दुर्बिणीला तिच्या निहित स्थानावर स्थिर होण्यास साधारण एक महिना लागेल व पुढे सहा महिने काम सुरू करण्यास लागतील. ही दुर्बीण आतापर्यंतच्या सर्व दुर्बिणींमध्ये सर्वात मोठी, जास्त ताकदवान व सक्षम असणार आहे. ही फ्रेंच गियानामधील, दक्षिण अमेरिकेच्या ईशान्येच्या समुद्र किनाऱ्याकडील युरोपियन अरिअना पाच रॉकेट्सच्या स्थानावरून 'लॉन्च' होणार आहे. 'इस्रो'ने जड अवकाश यान सोडण्याकरिता हे स्थान आधी वापरले होते. या 'जेम्स वेब' अवकाश दुर्बिणीची (JWST) तुलनात्मक तांत्रिक माहिती आपण आजच्या लेखात सविस्तर जाणून घेऊया.

 

 

ही 'जेम्स वेब' अवकाश दुर्बीण म्हणजे एक अभियांत्रिकीची कमाल निर्मिती असून तिची तुलना पृथ्वीवर वापरलेल्या 'हॉरिझॉन' दुर्बिणीशी होऊ शकते, जिच्या मदतीने 'ब्लॅक होल'(कृष्णविवर)चा शोध लागला. तसेच ही दुर्बीण 'युजीवो' दुर्बिणीप्रमाणे आहे, जिच्या मदतीने 'ग्रॅव्हिटेशन वेव्हज्'चा २०१६ मध्ये शोध लागला. आता यापुढेही जाऊन 'जेम्स वेब' दुर्बिणीच्या साहाय्याने आपण खगोलसृष्टीमधील अनेक गुह्य गोष्टी विशेष करून जुन्या काळापासून ग्रह, तारे किंवा आकाशगंगा इत्यादी कशा निर्माण झाल्या, त्याचा शोध घेणे शक्य होईल, अशी अपेक्षा आहे.

 

 

'जेम्स वेब' दुर्बीण वा 'हबल' दुर्बीण यांना 'टाईम मशीन' म्हटले जाते. कारण, या दुर्बिणींच्या साहाय्याने शास्त्रज्ञांना अतिदूरवरच्या खगोलीय गोष्टी टिपता येतात. या खगोलीय गोष्टी ज्या स्वत:कडून प्रकाशझोताच्या सरळ रेषेत आहेत व अडतात, त्या या 'जेम्स वेब' दुर्बिणी यंत्रात घेतल्या जातात. या खगोलीय गोष्टी कित्येक दशलक्ष वर्षांपूर्वींपासून निर्माण झालेल्या आहेत आणि या गोष्टी 'जेम्स वेब' दुर्बिणीच्या साहाय्याने अभ्यासल्या जाणार आहेत. या 'नासा'च्या वेब दुर्बिणींद्वारे काही दशलक्ष वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या ग्रह-तारे वा आकाशगंगेकडून सोडलेल्या प्रकाशकिरणांनी मिळालेल्या प्रतिमा शास्त्रज्ञांना बघायला मिळतील. या अभ्यासात प्राचीन काळाचे ग्रह-तारे जेवढे जुने, तेवढी दुर्बिणीपासून प्रकाशवर्षे दूर लागणाऱ्या वेळात या दुर्बिणींना प्रतिमा मिळण्यास वेळ लागणार आहे. म्हणून या दुर्बिणींना 'टाईम मशीन' म्हटले जाते.

 

 

 

 

'हबल दुर्बीण' जी १९९० पासून कार्यशील आहे, तिच्याकडून काही प्रतिमा व खगोलीय माहिती मिळते. ती पृथ्वीच्या ५७० किमी दूरच्या कक्षामधून फिरत आहे. या मिळालेल्या प्रतिमा व माहितीवरून जुन्या खगोलसृष्टीचे, निर्माण झालेल्या व लोप पावलेल्या ग्रह, तारे व आकाशगंगेचा शोध शास्त्रज्ञांना घेता आला व या खगोलसृष्टीचा खोलवर अभ्यास करता आला. शास्त्रज्ञांनी या 'हबल' दुर्बिणीच्या साहाय्याने मिळालेल्या ग्रह, तारे व आकाशगंगेचे फोटो जतन केले आहेत.

 

 

'जेम्स वेब' अवकाश दुर्बीण 'हबल'पेक्षा जास्त शक्तीची व क्षमतेची आहे आणि अतिदूरवरच्या सृष्टीवरच्या खगोलीय गोष्टी धूळ, गॅस, ढग आणि सूर्य, चंद्र वा दुसऱ्या ग्रह-ताऱ्यांच्या प्रकाशापासून जे अडथळे येतील, त्यांच्यापासून 'इन्फ्रा रेड' तरंगवलयातील किरणांमुळे सुटका मिळते. या दूरवरच्या खगोलीय गोष्टींचा शास्त्रज्ञांना खोलवर अभ्यास करता येईल. 'हबल' दुर्बीण वा त्यासारख्या इतर दुर्बिणी 'इलेक्ट्रो-मॅग्नेटिक वेव्हज्', 'अल्ट्राव्हायोलेट वेव्हज्' वा 'दृश्यप्रकाश वेव्हज्'वर आधारित असल्यामुळे त्यांच्या 'वेव्ह'शक्ती क्षीण होऊ लागतात व त्यांची क्षमता उपयोगी ठरत नाही. परंतु, 'जेम्स वेब' दुर्बीण 'इन्फ्रारेड वेव्हज्'मधून प्रकाश घेत असल्यामुळे ती जास्त सक्षम राहते व अनेक अडथळे दूर करते. अशी या 'इन्फ्रारेड वेव्हज्'च्या प्रकाशाचा उपयोग करणारी 'जेम्स वेब' ही पहिलीच दुर्बीण ठरेल.

 

 

 

 

'जेम्स वेब' अवकाश दुर्बीण ही अवकाशातील खोलवर व पृथ्वीपासून कित्येक दशलक्ष किमींवर दूरवरच्या स्थानाच्या ठिकाणी (L2) ठेवली जाणार आहे. हा 'L2' बिंदू लाग्रांजीमधील 'L1' to 'L5' बिंदूंपैकी एक आहे. या लाग्रांजीच्या ठिकाणी सूर्य व पृथ्वीची गुरुत्वाकर्षण शक्ती एकमेकांच्या अधिक उणे शक्तींमुळे शून्य बनतात. या लाग्रांजीच्या ठिकाणी वस्तू ठेवल्या, तर त्या स्थिर राहतील व त्यांना काम करण्यास कमीत कमी ऊर्जा लागेल. 'L2' हे स्थान पृथ्वीच्या पाठी आणि सूर्य व पृथ्वीच्या सरळ रेषेत आहे. त्यामुळे सूर्य, पृथ्वी वा चंद्र यांच्यापासूनचा प्रकाश त्याला मिळणार नाही व दुर्बिणीचे काम सुकर होईल.

 

 

'जेम्स वेब' दुर्बिणीला एक आरसा बसविणार आहेत, त्याचा व्यास साडेसहा मीटर आहे. (दोन मजली इमारतीएवढा) या दुर्बिणीतील हा आरसा दूरवरच्या विश्वसृष्टीतून निघालेल्या 'इन्फ्रारेड' प्रकाशात असेल व ती प्रकाशकिरणे दुर्बीण स्वत:कडे घेऊन प्रतिमा तयार करेल. या दुर्बिणीचे स्थान सूर्याकडून पाठमोरे असल्यामुळे व पाच थरांच्या 'सनस्क्रीन शिल्ड'मुळे उष्णता कमी व थंड असेल. सूर्याकडे तोंड असेल, तर तापमान ११० अंश सेंटिग्रेड आणि उलट्या दिशेला ते उणे २०० वा उणे २३० अंश सेंटिग्रेड असेल. दूरवरच्या आकाशगंगेच्या प्रतिमा स्पष्ट दिसायला हव्या असतील, तर त्या थंड तापमानात ठेवायला हव्यात. आरसा व 'सनस्क्रीन' मोठ्या आकाराचे असल्यामुळे ते रॉकेटमध्ये बसविता येणार नाहीत व ते घडी करायच्या सोईने बनवावे लागतील. या आरशावर परावर्तनाकरिता सोन्याचा मुलामा चढविला जाईल.

 

 

 

 

बोर्डवरील दुर्बिणीचे काम अतिशय सोपे आहे. 'इन्फ्रारेड' कॅमेरा खगोलीय वस्तूंच्या प्रतिमा घेईल आणि 'स्पेक्ट्रोमीटर इन्फ्रारेड' प्रकाशात आलेले प्रकाशकिरण पृथक्करण करण्यासाठी विविध रंगांत बदलेल. पण, या अशा सोप्या पद्धतीने मिळालेली विश्वसृष्टीची गुह्य माहिती कोणालाही आनंद आणि समाधान देऊ शकेल. दुर्बिणीचे वजन ६२०० कि.ग्रॅम असून तिची रचना करण्यास दहा वर्षे लागली, तसेच ती बांधण्यासाठी २० वर्षांचा कालावधी लागला.

 

 

 

 

हवाई बेटांवर बसविण्यासाठी विरोध असल्यामुळे ही ३० मी. दुर्बीण लडाखमध्ये बसविली जाणार आहे. या कामाकरिता पाच देश (अमेरिका, कॅनडा, जपान, चीन व भारत) सहभाग देणार आहेत. दुर्बीण बांधल्यावर वर्षाकाठी २५ ते ३० वेळेला रात्री शास्त्रज्ञांना वापरता येईल. यात ४९२ आरशांचे सेगमेंट आहेत.

 

 

२०१९ मध्ये दुर्बीण बांधण्याचे काम २०१९ मध्ये सुरू झाले. ते २०२९ ते २०३० पर्यंत ते पूर्ण होईल. भारतीय उद्योगसमूह (पुद्दुचेरीला सेन्सॉर), (बंगळुरूला व मुंबईला 'अ‍ॅक्चुएटर'), पुण्याला 'टेलिस्कोप कंट्रोल सिस्टीम') आणि (काही ठिकाणी 'मेकॅनिकल सपोर्ट स्ट्रक्चर' कामे) करणार आहेत. ही ३० मी. व्यासाची दुर्बीण 'जेम्स' वेब दुर्बिणीबरोबरच झेपावणार आहे. ही 'जाएंट' व्यासाची दुर्बीण असल्याने विश्वसृष्टीतील अनेक रहस्यांचा उलगडा होईल.