अजित केंभावी/दुर्गेश त्रिपाठी
भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेने (इस्रो) सूर्याचा अभ्यास करण्याच्या उद्देशाने २ सप्टेंबर २०२३ रोजी अंतराळात प्रक्षेपित केलेले ‘आदित्य एल-१’ हे यान शनिवार, ६ जानेवारी रोजी त्याच्या नियोजित स्थळी म्हणजेच ‘लग्रांज-१’ अर्थात ‘एल-१ बिंदू’जवळ पोहोचले. ‘इस्रो’ची ही सौर मोहीम काय आहे, ‘एल-१’ बिंदूवरच हे यान स्थापित का करण्यात आले याचा आढावा…
मुळात सूर्याचा अभ्यास करण्याचे कारण काय?
सूर्य त्याच्या अंतर्गत भागांत केंद्रक संमीलनाद्वारे (न्युक्लिअर फ्यूजन) ऊर्जा निर्माण करतो आणि बाह्य भागांतील थरांमधून ती उत्सर्जित करतो. सूर्याच्या बाह्य थराला प्रकाशावरण (फोटोस्फियर) म्हणतात, ज्याचे तापमान ६००० हजार अंश सेल्सिअस आहे. हा थर सर्व दृश्यमान आणि अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करतो. ‘फोटोस्फियर’च्या वर वर्ण-आवरण (क्रोमोस्फियर) आहे आणि त्याहूनही उंचावर लाखो अंश सेल्सिअस तापमान असलेला अतितप्त किरीट किंवा करोना आहे. विशेष म्हणजे करोना सूर्याच्या आतील थरांपेक्षा जास्त गरम आहे. ही उष्णता प्रदान करणारा एखादा ऊर्जा स्रोत असावा. मात्र त्यातील प्रक्रिया अद्याप पूर्णपणे समजलेल्या नाहीत. शिवाय करोना अतिनील आणि क्ष-किरण किरणोत्सारही उत्सर्जित करतो, जे पृथ्वीवरील जीवसृष्टीसाठी प्राणघातक ठरू शकतात पण सध्या पृथ्वीवरील वातावरण त्यांना बऱ्याच प्रमाणात शोषूण घेते.
हेही वाचा : निवडणुका बांगलादेशमध्ये तरी, काळजी मात्र भारताला… असे का?
सूर्यातून सातत्याने विद्युत प्रभारित कणांचा उद्भव होतो – ज्याला सौर वारा म्हणतात. हे विद्युत प्रभारित कण पृथ्वीच्या उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवाजवळ नेत्रदीपक ध्रुवीय प्रकाश निर्मितात, ज्यांना उत्तर व दक्षिण ‘ध्रुवीय ज्योती’ असे म्हणतात.
सूर्यापासून आंतरग्रहीय अवकाशात आकस्मिक उद्रेक आणि प्रभारित कणांचे उत्सर्जनही होते, ज्यांना ‘सोलर फ्लेअर्स’ आणि ‘कोरोनल मास इजेक्शन’ म्हणतात. ते अंतराळ हवामान, तसेच उपग्रह संप्रेषण जाल यांसारख्या अवकाशनिर्भर तंत्रज्ञानावर थेट परिणाम करतात आणि पृथ्वीच्या उच्च अक्षांशांमध्ये विद्युत उर्जा ‘ब्लॅकआउट’ घडवून आणू शकतात. मात्र त्यांचा अंदाज लावणे अत्यंत कठीण असू शकते.
‘आदित्य एल-१’ काय करणार?
‘आदित्य एल-१’ हे पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेर स्थित असल्याने या यानातील उपकरणे करोनापासून निर्माण होणाऱ्या अतिनील किरणोत्सर्गाचे निरीक्षण करू शकतात आणि या प्रक्रिोत त्याचे कार्य अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेऊ शकतात. शिवाय सूर्यावरील उद्रेकांचे निरीक्षण करण्यासाठी आपल्याला सौर वातावरण आणि करोनाचे सतत निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. त्याशिवाय सौर वाऱ्यातील विद्युत प्रभारित कणांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे. ‘आदित्य एल-१’ हे कार्य करणार आहे. महत्त्वाचे म्हणजे, हे काम पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेरून आणि शक्य तितके सूर्याच्या जवळून करावे लागेल. जे नंतर सौर उद्रेकाचा पूर्व इशाराही देण्यास मदत करेल आणि त्यामुळे होणार व्यत्यय कमी करण्यासाठी कृती करण्यास साह्यभूत ठरेल. ‘आदित्य एल-१’मध्ये सर्व किरणोत्सार आणि ऊर्जा प्रभारित कण यांचे निरीक्षण करण्यासाठी सात उपकरणे आहेत. ज्या बिंदूवर ते स्थित आहे, ते स्थान पृथ्वीपासून सूर्याच्या दिशेने १५ लाख किलोमीटर अंतरावर अखंड निरीक्षणाची संधी देते.
‘आदित्य’ स्थिरावलेला ‘एल-१’ बिंदू काय आहे?
एल-१ म्हणजे पहिला लग्रांज बिंदू. याप्रमाणे एल-१ ते एल-५ असे एकूण पाच बिंदू आहेत. हे बिंदू एका खगोलीय पदार्थाच्या दुसऱ्या पदार्थाभोवती असलेल्या गतीशी संबंधित आहेत. आदित्यच्या बाबतीत पृथ्वी आणि सूर्य या दोन पदार्थांच्या गतीचा संबंध विचारात घेतला गेला आहे. हे बिंदू एकोणिसाव्या शतकातील स्वीस गणितज्ज्ञ लिओन्हार्ड युलर आणि इटालिनय-फ्रेंट गणितज्ज्ञ जोसेफ-लुई लग्रांज यांनी शोधून काढले. जेव्हा अवकाशयान पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत असते तेव्हा त्यावर पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षणाचे बल लागू असते. तरीही ते पृथ्वीवर पडत नाही, कारण त्याच वेळी त्याच्यावर अवकाशयानाच्या पृथ्वीभोवती फेरीच्या गतीतून निर्माण होणारे केंद्रापसारक बल (सेंट्रिफ्युगल फोर्स) लागू असते आणि ही दोन्ही बले एकमेकांना संतुलित करतात.
अवकाशयान पृथ्वीपासून जितके दूर जाते तितके त्याच्यावर लागू असलेले पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल क्षीण होत जाते. अशा वेळी एक बिंदू असा येतो की जेव्हा पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल आणि सूर्याचे गुरुत्वाकर्षण बल समसमान होते. जर अवकाशान यापुढे गेले तर, ते त्याच्या गतीनुसार, सूर्याच्या कक्षेत ओढले जाईल किंवा त्यावर जाऊन आदळेल.
हेही वाचा : विश्लेषण : हमासचा नेता सालेह अरोरीच्या हत्येमागे कोण? पश्चिम आशियात तणाव वाढणार?
एल-१ हा पृथ्वी आणि सूर्यादरम्यानचा सुयोग्य बिंदू (स्वीट स्पॉट) आहे. या ठिकाणी अवकाशायानावरील सूर्य आणि पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल आणि केंद्रापसारक बल (सेंट्रिफ्युगल फोर्स) एकमेकांना रद्द करतात / संतुलित करतात / शून्य करतात. परिणामी एकदा आदित्य एल-१मध्ये स्थापित झाल्यांतर तो कोणतीही ऊर्जा खर्च न करता तेथेच स्थिर राहील.
म्हणजे आदित्य हे अवकाशात एखाद्या ‘स्थिर’ ठिकाणी असेल काय?
नाही. एल-१ हा पृथ्वी आणि सूर्य यांना जोडणाऱ्या रेषेवर आहे. पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते, तसा एल-१ बिंदूदेखील सूर्याभोवती फिरतो. आदित्य या सुनियोजित बिंदूभोवतीच्या कक्षेत फिरत राहील. म्हणजे ते सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यापासून सापेक्ष रीत्या स्थिर राहील.
एल-१ कशासाठी?
पृथ्वीभोवताली कक्षेत सोडून अधिक सोप्या प्रकारे ही मोहीम साकारता आली असती. पण या व्यवस्थेत बराच काळ पृथ्वी ही आदित्य यान आणि सूर्याच्या मध्ये राहिली असती. अशा ‘ग्रहणां’चा काल सीमित करता येतो, पण पूर्णतः नष्ट करता येत नाही. अशा परिस्थितीत सौर उद्रेकांबाबत इशारे देण्याची प्रधान जबाबदारी ‘आदित्य’ला पार पाडता आली नसती. विनाअडथळा सूर्याचे निरीक्षण करता यावे, यासाठीच एल-१ बिंदूची निवड झाली. एल-१ बिंदूपाशी राहिल्यामुळे एका बाजूस पृथ्वी आणि दुसऱ्या बाजूस सूर्य येतो. म्हणून हा अत्यंत सोयीचा बिंदू ठरतो. नासा, युरोपियन स्पेस एजन्सीच्या मोहिमाही एल-१ बिंदूभोवतीच केंद्रीभूत आहेत.
हेही वाचा : विश्लेषण : हाजीमलंग की श्रीमलंगगड…? मुख्यमंत्री एकनाथ शिंदेंना याविषयी जाहीर बोलण्याची गरज का भासली?
(अजित केंभावी हे पुणेस्थित इंटरयुनिव्हर्सिटी सेंटर फॉर अॅस्ट्रॉनॉमी अँड अॅस्ट्रोफिजिक्सचे (आयुका) माजी संचालक आहेत. दुर्गेश त्रिपाठी हे ‘आयुका’मध्ये प्राध्यापक आहेत. सोलार अल्ट्राव्हायोलेट इमेजिंग टेलिस्कोप (एसयूआयटी) या दुर्बिणीच्या निर्मितीत त्यांचा सहभाग होता. ही दुर्बीणही आदित्य एल-१वर कार्यान्वित झाली आहे.)
भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेने (इस्रो) सूर्याचा अभ्यास करण्याच्या उद्देशाने २ सप्टेंबर २०२३ रोजी अंतराळात प्रक्षेपित केलेले ‘आदित्य एल-१’ हे यान शनिवार, ६ जानेवारी रोजी त्याच्या नियोजित स्थळी म्हणजेच ‘लग्रांज-१’ अर्थात ‘एल-१ बिंदू’जवळ पोहोचले. ‘इस्रो’ची ही सौर मोहीम काय आहे, ‘एल-१’ बिंदूवरच हे यान स्थापित का करण्यात आले याचा आढावा…
मुळात सूर्याचा अभ्यास करण्याचे कारण काय?
सूर्य त्याच्या अंतर्गत भागांत केंद्रक संमीलनाद्वारे (न्युक्लिअर फ्यूजन) ऊर्जा निर्माण करतो आणि बाह्य भागांतील थरांमधून ती उत्सर्जित करतो. सूर्याच्या बाह्य थराला प्रकाशावरण (फोटोस्फियर) म्हणतात, ज्याचे तापमान ६००० हजार अंश सेल्सिअस आहे. हा थर सर्व दृश्यमान आणि अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करतो. ‘फोटोस्फियर’च्या वर वर्ण-आवरण (क्रोमोस्फियर) आहे आणि त्याहूनही उंचावर लाखो अंश सेल्सिअस तापमान असलेला अतितप्त किरीट किंवा करोना आहे. विशेष म्हणजे करोना सूर्याच्या आतील थरांपेक्षा जास्त गरम आहे. ही उष्णता प्रदान करणारा एखादा ऊर्जा स्रोत असावा. मात्र त्यातील प्रक्रिया अद्याप पूर्णपणे समजलेल्या नाहीत. शिवाय करोना अतिनील आणि क्ष-किरण किरणोत्सारही उत्सर्जित करतो, जे पृथ्वीवरील जीवसृष्टीसाठी प्राणघातक ठरू शकतात पण सध्या पृथ्वीवरील वातावरण त्यांना बऱ्याच प्रमाणात शोषूण घेते.
हेही वाचा : निवडणुका बांगलादेशमध्ये तरी, काळजी मात्र भारताला… असे का?
सूर्यातून सातत्याने विद्युत प्रभारित कणांचा उद्भव होतो – ज्याला सौर वारा म्हणतात. हे विद्युत प्रभारित कण पृथ्वीच्या उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवाजवळ नेत्रदीपक ध्रुवीय प्रकाश निर्मितात, ज्यांना उत्तर व दक्षिण ‘ध्रुवीय ज्योती’ असे म्हणतात.
सूर्यापासून आंतरग्रहीय अवकाशात आकस्मिक उद्रेक आणि प्रभारित कणांचे उत्सर्जनही होते, ज्यांना ‘सोलर फ्लेअर्स’ आणि ‘कोरोनल मास इजेक्शन’ म्हणतात. ते अंतराळ हवामान, तसेच उपग्रह संप्रेषण जाल यांसारख्या अवकाशनिर्भर तंत्रज्ञानावर थेट परिणाम करतात आणि पृथ्वीच्या उच्च अक्षांशांमध्ये विद्युत उर्जा ‘ब्लॅकआउट’ घडवून आणू शकतात. मात्र त्यांचा अंदाज लावणे अत्यंत कठीण असू शकते.
‘आदित्य एल-१’ काय करणार?
‘आदित्य एल-१’ हे पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेर स्थित असल्याने या यानातील उपकरणे करोनापासून निर्माण होणाऱ्या अतिनील किरणोत्सर्गाचे निरीक्षण करू शकतात आणि या प्रक्रिोत त्याचे कार्य अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेऊ शकतात. शिवाय सूर्यावरील उद्रेकांचे निरीक्षण करण्यासाठी आपल्याला सौर वातावरण आणि करोनाचे सतत निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. त्याशिवाय सौर वाऱ्यातील विद्युत प्रभारित कणांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे. ‘आदित्य एल-१’ हे कार्य करणार आहे. महत्त्वाचे म्हणजे, हे काम पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेरून आणि शक्य तितके सूर्याच्या जवळून करावे लागेल. जे नंतर सौर उद्रेकाचा पूर्व इशाराही देण्यास मदत करेल आणि त्यामुळे होणार व्यत्यय कमी करण्यासाठी कृती करण्यास साह्यभूत ठरेल. ‘आदित्य एल-१’मध्ये सर्व किरणोत्सार आणि ऊर्जा प्रभारित कण यांचे निरीक्षण करण्यासाठी सात उपकरणे आहेत. ज्या बिंदूवर ते स्थित आहे, ते स्थान पृथ्वीपासून सूर्याच्या दिशेने १५ लाख किलोमीटर अंतरावर अखंड निरीक्षणाची संधी देते.
‘आदित्य’ स्थिरावलेला ‘एल-१’ बिंदू काय आहे?
एल-१ म्हणजे पहिला लग्रांज बिंदू. याप्रमाणे एल-१ ते एल-५ असे एकूण पाच बिंदू आहेत. हे बिंदू एका खगोलीय पदार्थाच्या दुसऱ्या पदार्थाभोवती असलेल्या गतीशी संबंधित आहेत. आदित्यच्या बाबतीत पृथ्वी आणि सूर्य या दोन पदार्थांच्या गतीचा संबंध विचारात घेतला गेला आहे. हे बिंदू एकोणिसाव्या शतकातील स्वीस गणितज्ज्ञ लिओन्हार्ड युलर आणि इटालिनय-फ्रेंट गणितज्ज्ञ जोसेफ-लुई लग्रांज यांनी शोधून काढले. जेव्हा अवकाशयान पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत असते तेव्हा त्यावर पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षणाचे बल लागू असते. तरीही ते पृथ्वीवर पडत नाही, कारण त्याच वेळी त्याच्यावर अवकाशयानाच्या पृथ्वीभोवती फेरीच्या गतीतून निर्माण होणारे केंद्रापसारक बल (सेंट्रिफ्युगल फोर्स) लागू असते आणि ही दोन्ही बले एकमेकांना संतुलित करतात.
अवकाशयान पृथ्वीपासून जितके दूर जाते तितके त्याच्यावर लागू असलेले पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल क्षीण होत जाते. अशा वेळी एक बिंदू असा येतो की जेव्हा पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल आणि सूर्याचे गुरुत्वाकर्षण बल समसमान होते. जर अवकाशान यापुढे गेले तर, ते त्याच्या गतीनुसार, सूर्याच्या कक्षेत ओढले जाईल किंवा त्यावर जाऊन आदळेल.
हेही वाचा : विश्लेषण : हमासचा नेता सालेह अरोरीच्या हत्येमागे कोण? पश्चिम आशियात तणाव वाढणार?
एल-१ हा पृथ्वी आणि सूर्यादरम्यानचा सुयोग्य बिंदू (स्वीट स्पॉट) आहे. या ठिकाणी अवकाशायानावरील सूर्य आणि पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल आणि केंद्रापसारक बल (सेंट्रिफ्युगल फोर्स) एकमेकांना रद्द करतात / संतुलित करतात / शून्य करतात. परिणामी एकदा आदित्य एल-१मध्ये स्थापित झाल्यांतर तो कोणतीही ऊर्जा खर्च न करता तेथेच स्थिर राहील.
म्हणजे आदित्य हे अवकाशात एखाद्या ‘स्थिर’ ठिकाणी असेल काय?
नाही. एल-१ हा पृथ्वी आणि सूर्य यांना जोडणाऱ्या रेषेवर आहे. पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते, तसा एल-१ बिंदूदेखील सूर्याभोवती फिरतो. आदित्य या सुनियोजित बिंदूभोवतीच्या कक्षेत फिरत राहील. म्हणजे ते सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यापासून सापेक्ष रीत्या स्थिर राहील.
एल-१ कशासाठी?
पृथ्वीभोवताली कक्षेत सोडून अधिक सोप्या प्रकारे ही मोहीम साकारता आली असती. पण या व्यवस्थेत बराच काळ पृथ्वी ही आदित्य यान आणि सूर्याच्या मध्ये राहिली असती. अशा ‘ग्रहणां’चा काल सीमित करता येतो, पण पूर्णतः नष्ट करता येत नाही. अशा परिस्थितीत सौर उद्रेकांबाबत इशारे देण्याची प्रधान जबाबदारी ‘आदित्य’ला पार पाडता आली नसती. विनाअडथळा सूर्याचे निरीक्षण करता यावे, यासाठीच एल-१ बिंदूची निवड झाली. एल-१ बिंदूपाशी राहिल्यामुळे एका बाजूस पृथ्वी आणि दुसऱ्या बाजूस सूर्य येतो. म्हणून हा अत्यंत सोयीचा बिंदू ठरतो. नासा, युरोपियन स्पेस एजन्सीच्या मोहिमाही एल-१ बिंदूभोवतीच केंद्रीभूत आहेत.
हेही वाचा : विश्लेषण : हाजीमलंग की श्रीमलंगगड…? मुख्यमंत्री एकनाथ शिंदेंना याविषयी जाहीर बोलण्याची गरज का भासली?
(अजित केंभावी हे पुणेस्थित इंटरयुनिव्हर्सिटी सेंटर फॉर अॅस्ट्रॉनॉमी अँड अॅस्ट्रोफिजिक्सचे (आयुका) माजी संचालक आहेत. दुर्गेश त्रिपाठी हे ‘आयुका’मध्ये प्राध्यापक आहेत. सोलार अल्ट्राव्हायोलेट इमेजिंग टेलिस्कोप (एसयूआयटी) या दुर्बिणीच्या निर्मितीत त्यांचा सहभाग होता. ही दुर्बीणही आदित्य एल-१वर कार्यान्वित झाली आहे.)
