भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था (इस्रो) २०२४ च्या अखेरीस भविष्यातील अनेक उद्दिष्टे साध्य करण्याच्या दिशेने एक महत्त्वपूर्ण पाऊल उचलत आहे. २०२४ हे वर्ष इस्रोसाठी खूप महत्त्वाचे राहिले आहे. या वर्षात इस्रोने अनेक मानाचे तुरे आपल्या शिरपेचात रोवले आहेत. आता या वर्षाच्या अखेरीससुद्धा इस्रो इतिहास रचण्याच्या तयारीत आहे. सोमवारी (३० डिसेंबर) इस्रो पहिल्यांदाच दोन उपग्रहांना एकत्र आणण्याची आणि अवकाशात जोडण्याची आपली क्षमता जगाला दाखवून देणार आहे. इस्रोचे वर्कहॉर्स पीएसएलव्ही रॉकेट श्रीहरिकोटा स्पेसपोर्टच्या पहिल्या प्रक्षेपण पॅडवरून निघून गेल्याने SpaDeX (स्पेस डॉकिंग प्रयोग) मिशन रात्री १० वाजता प्रक्षेपित होणार आहे. स्पेस डॉकिंग म्हणजे काय? इस्रोचे ‘स्पेडेक्स मिशन’ नक्की काय आहे? भारतासाठी या मोहिमेचे महत्त्व काय? त्याविषयी जाणून घेऊ.
हजारपेक्षा जास्त प्रीमियम लेखांचा आस्वाद घ्या ई-पेपर अर्काइव्हचा पूर्ण अॅक्सेस कार्यक्रमांमध्ये निवडक सदस्यांना सहभागी होण्याची संधी ई-पेपर डाउनलोड करण्याची सुविधा
स्पेस डॉकिंग म्हणजे काय आणि इस्रोसाठी त्याचे महत्त्व काय?
डॉकिंग ही एक अशी प्रक्रिया आहे की, ज्यामध्ये दोन वेगवान अंतराळयाने एकाच कक्षेत चालवली जातात आणि नंतर ती एकमेकांच्या जवळ आणली जातात. शेवटी ती ‘डॉक’ केली जातात किंवा एकमेकांना जोडली जातात. एकाच वेळी प्रक्षेपित करता येणे शक्य नसणाऱ्या जड अंतराळयानाचे भाग आणि उपकरणांचे काही मोहिमांसाठी ‘डॉकिंग’ आवश्यक असते. उदाहरणार्थ- इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशन (आयएसएस) मध्ये वेगवेगळी मॉड्युल्स असतात, जी स्वतंत्रपणे लाँच केली जातात आणि नंतर ती अवकाशात एकत्र आणली जातात. २०३५ पर्यंत भारताचे स्वतःचे अंतराळ स्थानक असण्याच्या दृष्टिकोनाच्या पूर्ततेसाठी डॉकिंग क्षमता महत्त्वाची आहे.
हेही वाचा : ‘ब्लॅक मून’ म्हणजे काय? या दुर्मिळ घटनेमागील रहस्य आणि विज्ञान काय सांगते?
नियोजित भारतीय अंतरिक्ष स्थानकामध्ये पाच मॉड्युल्स असतील, जी अंतराळात एकत्र आणली जातील. त्यापैकी पहिले मॉड्युल २०२८ मध्ये प्रक्षेपित होणार आहे. इस्रो ही क्षमता त्याच्या पुढील चांद्र मोहिमेसाठीदेखील वापरेल. त्या मोहिमेदरम्यान इस्रो नमुने परत आणण्याची योजना आखत आहे. चांद्रयान-४ ला दोन स्वतंत्र प्रक्षेपणे आणि अंतराळात डॉकिंग करण्याची आवश्यकता भासेल. प्रथम, एक प्रोपल्शन मॉड्युल चंद्राच्या कक्षेत मिशनचे बहुतेक घटक घेऊन जाईल. त्यानंतर लँडर-असेंडर मॉड्युल त्यापासून वेगळे होईल आणि चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरेल. नमुने गोळा केल्यानंतर ॲसेंडर मॉड्युल त्यांना चंद्राच्या कक्षेत परत घेऊन जाईल आणि तिथे ते ट्रान्सफर मॉड्युलसह डॉक करेल. ट्रान्सफर मॉड्युल नंतर नमुने पृथ्वीच्या कक्षेत परत आणेल. त्यांना पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करताना उष्णता सहन करता यावी या दृष्टीने डिझाइन करून, स्वतंत्रपणे लाँच केलेल्या री-एंट्री मॉड्युलसह डॉक केले जाईल.
स्पेडेक्स मिशन काय आहे?
प्रत्येकी सुमारे २२० किलो वजनाचे SDX01 आणि SDX02 हे दोन लहान एकसारखे कृत्रिम उपग्रह ४७० किलोमीटर वर्तुळाकार कक्षेत प्रक्षेपित केले जातील. त्यापैकी एक चेझर असेल आणि एक टार्गेट सॅटेलाइट असेल. एकदा उपग्रह अभिप्रेत कक्षेत गेल्यानंतर प्रक्षेपण वाहन त्यांच्यादरम्यान एक वेग प्रदान करेल, ज्यामुळे उपग्रह एकमेकांपासून दूर जाऊ शकतील. एका दिवसात उपग्रहांमध्ये १० ते २० किलोमीटरचे अंतर तयार होईल, ज्याला डिस्टंट एन्काऊंटर म्हणतात. चेझर लक्ष्यापर्यंत पोहोचल्यानंतर हळूहळू दोन उपग्रहांमधील अंतर कमी करण्यास सुरुवात करेल. पाच किलोमीटर, १.५ किलोमीटर, ५०० मीटर, २२५ मीटर, १५ मीटर, तीन मीटर आणि शेवटी लक्ष्य उपग्रहासह सामील होईल. डॉकिंग होत असताना, प्रक्रियेचे निरीक्षण करण्यासाठी व्हिडीओ कॅमेरा यंत्रणा वापरली जाईल. डॉकिंग पूर्ण झाल्यावर उपग्रह आपापसांत विद्युत शक्ती हस्तांतरित करतील.
चांद्र मोहिमेसाठी किंवा स्पेस स्टेशन तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या उपग्रहांच्या तुलनेत या उपग्रहांचा आकार लहान असल्यान डॉकिंग प्रक्रिया अधिक आव्हानात्मक होते. त्यामुळे अधिक अचूकता आवश्यक आहे. पुढे हे उपग्रह अनडॉक होतील आणि पुढील दोन वर्षे प्रयोग सुरू ठेवण्यासाठी वेगळ्या कक्षाकडे जातील. चेझर (SDX01) मध्ये बोर्डवर उच्च रिझोल्युशन कॅमेरा आहे, जो पाळत ठेवणाऱ्या कॅमेऱ्याच्या छोट्या आवृत्तीसारखा आहे. टार्गेट सॅटेलाइट (SDX02) एक मल्टीस्पेक्ट्रल पेलोड वाहून नेईल, ज्याचा वापर नैसर्गिक संसाधने आणि वनस्पतींचे निरीक्षण करण्यासाठी केला जाईल, तसेच स्पेस रेडिएशनचा अभ्यास करण्यासाठी आणि डेटाबेस तयार करण्यासाठी रेडिएशन मॉनिटरसह वापरला जाईल. सोप्या भाषेत सांगायचे झाल्यास, दोन्ही उपग्रह अंतराळात एकमेकांशी जोडले जातील, त्याला ‘डॉकिंग’ म्हणतात. त्यानंतर दोन्ही उपग्रह अंतराळात वेगळे होतील, त्याला ‘अनडॉकिंग’ म्हणतात. इस्रो या मोहिमेत यशस्वी झाल्यास, भारत हे ध्येय साध्य करणारा चौथा देश ठरेल.
मोहिमेत कोणते नवीन तंत्रज्ञान वापरले जात आहे?
PSLV C60/ SpaDeX हे पहिले मिशन असेल.
- ही पहिलीच वेळ आहे जेव्हा भारताचे विश्वसनीय प्रक्षेपण वाहन नवीन पीएसएलव्ही एकत्रीकरण सुविधेमध्ये एकत्र ठेवले गेले आणि हलत्या प्लॅटफॉर्मवर लाँच पॅडवर नेले गेले.
- दुसरे म्हणजे मोहिमेत दोन उपग्रहांना जवळ आणताना आणि त्यांना जोडताना अचूक मोजमाप करण्यासाठी लेझर रेंज फाइंडर, रेंडेझव्हस सेन्सर, प्रॉक्सिमिटी व डॉकिंग सेन्सर यांसारख्या अनेक नवीन सेन्सर्सचा वापर केला जाणार आहे. इतर अवकाशयानाची सापेक्ष स्थिती आणि वेग निश्चित करण्यासाठी मोहिमेत उपग्रह नेव्हिगेशन सिस्टीमवर आधारित नवीन प्रोसेसरदेखील वापरले जाईल. ही गोष्ट भविष्यातील मोहिमांसाठी अत्यंत महत्त्वपूर्ण ठरेल. कारण- हे उपग्रह-आधारित नेव्हिगेशन डेटाशिवाय डॉकिंग साध्य करण्यास सक्षम असेल.
- तिसरे, या मोहिमेत इस्रोने अनेक विशेष चाचण्या विकसित केल्या आहेत. जसे की डॉकिंग मेकॅनिझम परफॉर्मन्स टेस्ट (डॉकिंगचा अंतिम टप्पा तपासण्यासाठी), व्हर्टिकल डॉकिंग प्रयोग प्रयोगशाळा (नियंत्रित परिस्थितीत डॉकिंग यंत्रणेच्या चाचणीसाठी) व रेंडेझव्हस सिम्युलेशन लॅब (रिअल-टाइम सिम्युलेशनसह अल्गोरिदम प्रमाणित करण्यासाठी).
- चौथे व सर्वांत महत्त्वाचे म्हणजे प्रक्षेपण वाहनाच्या चौथ्या टप्प्यात प्रथमच जैविक प्रयोगासह अनेक नावीन्यपूर्ण प्रयोग केले जातील.
हेही वाचा : २०२५ मध्ये मोठ्या धोक्याची चिंता? बर्ड फ्लू म्यूटेशनने जगभरात संकटाची स्थिती? वैज्ञानिकांनी वर्तवली भीती
चौथ्या टप्प्यात कोणते प्रयोग केले जाणार आहेत?
प्रक्षेपण वाहनाचा चौथा टप्पा पीओईएम किंवा पीएस४ ऑर्बिटल एक्स्पेरिमेंट मॉड्युल हे स्टार्ट-अप आणि शैक्षणिक संस्थांकडील १० तंत्रज्ञानासह वापरले जाईल. प्रथमच इस्रो मोहिमेत जैविक प्रयोग करणार आहे. सीआरओपीएस (कॉम्पॅक्ट रिसर्च मॉड्युल फॉर ऑर्बिटल प्लांट स्टडीज) प्रयोगामध्ये बियांचे उगवण आणि वनस्पतीचे पोषण दिसेल. इतर प्रयोगांमध्ये डेब्रिज कॅप्चर रोबोटिक आर्मचा समावेश आहे, जो कचरा पकडण्यासाठी व्हिज्युअल फीड व ऑब्जेक्ट मोशन प्रेडिक्शन वापरेल आणि आणखी एक रोबोटिक आर्म तयार केला जाईल, जो भविष्यात अवकाशात उपग्रहांना सेवा देण्यासाठी वापरला जाऊ शकेल. याद्वारे एमिटी युनिव्हर्सिटी सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण व पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणातील वनस्पती पेशींचा अभ्यास केला जाईल आणि आरव्ही कॉलेज ऑफ इंजिनियरिंग अंतराळात गट बॅक्टेरियाचा अभ्यास करण्यात येईल. काही सिंथेटिक अॅपर्चर रडार आणि ग्रीन प्रोपल्शन सिस्टीमचाही प्रयोग केला जाईल.
स्पेस डॉकिंग म्हणजे काय आणि इस्रोसाठी त्याचे महत्त्व काय?
डॉकिंग ही एक अशी प्रक्रिया आहे की, ज्यामध्ये दोन वेगवान अंतराळयाने एकाच कक्षेत चालवली जातात आणि नंतर ती एकमेकांच्या जवळ आणली जातात. शेवटी ती ‘डॉक’ केली जातात किंवा एकमेकांना जोडली जातात. एकाच वेळी प्रक्षेपित करता येणे शक्य नसणाऱ्या जड अंतराळयानाचे भाग आणि उपकरणांचे काही मोहिमांसाठी ‘डॉकिंग’ आवश्यक असते. उदाहरणार्थ- इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशन (आयएसएस) मध्ये वेगवेगळी मॉड्युल्स असतात, जी स्वतंत्रपणे लाँच केली जातात आणि नंतर ती अवकाशात एकत्र आणली जातात. २०३५ पर्यंत भारताचे स्वतःचे अंतराळ स्थानक असण्याच्या दृष्टिकोनाच्या पूर्ततेसाठी डॉकिंग क्षमता महत्त्वाची आहे.
हेही वाचा : ‘ब्लॅक मून’ म्हणजे काय? या दुर्मिळ घटनेमागील रहस्य आणि विज्ञान काय सांगते?
नियोजित भारतीय अंतरिक्ष स्थानकामध्ये पाच मॉड्युल्स असतील, जी अंतराळात एकत्र आणली जातील. त्यापैकी पहिले मॉड्युल २०२८ मध्ये प्रक्षेपित होणार आहे. इस्रो ही क्षमता त्याच्या पुढील चांद्र मोहिमेसाठीदेखील वापरेल. त्या मोहिमेदरम्यान इस्रो नमुने परत आणण्याची योजना आखत आहे. चांद्रयान-४ ला दोन स्वतंत्र प्रक्षेपणे आणि अंतराळात डॉकिंग करण्याची आवश्यकता भासेल. प्रथम, एक प्रोपल्शन मॉड्युल चंद्राच्या कक्षेत मिशनचे बहुतेक घटक घेऊन जाईल. त्यानंतर लँडर-असेंडर मॉड्युल त्यापासून वेगळे होईल आणि चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरेल. नमुने गोळा केल्यानंतर ॲसेंडर मॉड्युल त्यांना चंद्राच्या कक्षेत परत घेऊन जाईल आणि तिथे ते ट्रान्सफर मॉड्युलसह डॉक करेल. ट्रान्सफर मॉड्युल नंतर नमुने पृथ्वीच्या कक्षेत परत आणेल. त्यांना पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करताना उष्णता सहन करता यावी या दृष्टीने डिझाइन करून, स्वतंत्रपणे लाँच केलेल्या री-एंट्री मॉड्युलसह डॉक केले जाईल.
स्पेडेक्स मिशन काय आहे?
प्रत्येकी सुमारे २२० किलो वजनाचे SDX01 आणि SDX02 हे दोन लहान एकसारखे कृत्रिम उपग्रह ४७० किलोमीटर वर्तुळाकार कक्षेत प्रक्षेपित केले जातील. त्यापैकी एक चेझर असेल आणि एक टार्गेट सॅटेलाइट असेल. एकदा उपग्रह अभिप्रेत कक्षेत गेल्यानंतर प्रक्षेपण वाहन त्यांच्यादरम्यान एक वेग प्रदान करेल, ज्यामुळे उपग्रह एकमेकांपासून दूर जाऊ शकतील. एका दिवसात उपग्रहांमध्ये १० ते २० किलोमीटरचे अंतर तयार होईल, ज्याला डिस्टंट एन्काऊंटर म्हणतात. चेझर लक्ष्यापर्यंत पोहोचल्यानंतर हळूहळू दोन उपग्रहांमधील अंतर कमी करण्यास सुरुवात करेल. पाच किलोमीटर, १.५ किलोमीटर, ५०० मीटर, २२५ मीटर, १५ मीटर, तीन मीटर आणि शेवटी लक्ष्य उपग्रहासह सामील होईल. डॉकिंग होत असताना, प्रक्रियेचे निरीक्षण करण्यासाठी व्हिडीओ कॅमेरा यंत्रणा वापरली जाईल. डॉकिंग पूर्ण झाल्यावर उपग्रह आपापसांत विद्युत शक्ती हस्तांतरित करतील.
चांद्र मोहिमेसाठी किंवा स्पेस स्टेशन तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या उपग्रहांच्या तुलनेत या उपग्रहांचा आकार लहान असल्यान डॉकिंग प्रक्रिया अधिक आव्हानात्मक होते. त्यामुळे अधिक अचूकता आवश्यक आहे. पुढे हे उपग्रह अनडॉक होतील आणि पुढील दोन वर्षे प्रयोग सुरू ठेवण्यासाठी वेगळ्या कक्षाकडे जातील. चेझर (SDX01) मध्ये बोर्डवर उच्च रिझोल्युशन कॅमेरा आहे, जो पाळत ठेवणाऱ्या कॅमेऱ्याच्या छोट्या आवृत्तीसारखा आहे. टार्गेट सॅटेलाइट (SDX02) एक मल्टीस्पेक्ट्रल पेलोड वाहून नेईल, ज्याचा वापर नैसर्गिक संसाधने आणि वनस्पतींचे निरीक्षण करण्यासाठी केला जाईल, तसेच स्पेस रेडिएशनचा अभ्यास करण्यासाठी आणि डेटाबेस तयार करण्यासाठी रेडिएशन मॉनिटरसह वापरला जाईल. सोप्या भाषेत सांगायचे झाल्यास, दोन्ही उपग्रह अंतराळात एकमेकांशी जोडले जातील, त्याला ‘डॉकिंग’ म्हणतात. त्यानंतर दोन्ही उपग्रह अंतराळात वेगळे होतील, त्याला ‘अनडॉकिंग’ म्हणतात. इस्रो या मोहिमेत यशस्वी झाल्यास, भारत हे ध्येय साध्य करणारा चौथा देश ठरेल.
मोहिमेत कोणते नवीन तंत्रज्ञान वापरले जात आहे?
PSLV C60/ SpaDeX हे पहिले मिशन असेल.
- ही पहिलीच वेळ आहे जेव्हा भारताचे विश्वसनीय प्रक्षेपण वाहन नवीन पीएसएलव्ही एकत्रीकरण सुविधेमध्ये एकत्र ठेवले गेले आणि हलत्या प्लॅटफॉर्मवर लाँच पॅडवर नेले गेले.
- दुसरे म्हणजे मोहिमेत दोन उपग्रहांना जवळ आणताना आणि त्यांना जोडताना अचूक मोजमाप करण्यासाठी लेझर रेंज फाइंडर, रेंडेझव्हस सेन्सर, प्रॉक्सिमिटी व डॉकिंग सेन्सर यांसारख्या अनेक नवीन सेन्सर्सचा वापर केला जाणार आहे. इतर अवकाशयानाची सापेक्ष स्थिती आणि वेग निश्चित करण्यासाठी मोहिमेत उपग्रह नेव्हिगेशन सिस्टीमवर आधारित नवीन प्रोसेसरदेखील वापरले जाईल. ही गोष्ट भविष्यातील मोहिमांसाठी अत्यंत महत्त्वपूर्ण ठरेल. कारण- हे उपग्रह-आधारित नेव्हिगेशन डेटाशिवाय डॉकिंग साध्य करण्यास सक्षम असेल.
- तिसरे, या मोहिमेत इस्रोने अनेक विशेष चाचण्या विकसित केल्या आहेत. जसे की डॉकिंग मेकॅनिझम परफॉर्मन्स टेस्ट (डॉकिंगचा अंतिम टप्पा तपासण्यासाठी), व्हर्टिकल डॉकिंग प्रयोग प्रयोगशाळा (नियंत्रित परिस्थितीत डॉकिंग यंत्रणेच्या चाचणीसाठी) व रेंडेझव्हस सिम्युलेशन लॅब (रिअल-टाइम सिम्युलेशनसह अल्गोरिदम प्रमाणित करण्यासाठी).
- चौथे व सर्वांत महत्त्वाचे म्हणजे प्रक्षेपण वाहनाच्या चौथ्या टप्प्यात प्रथमच जैविक प्रयोगासह अनेक नावीन्यपूर्ण प्रयोग केले जातील.
हेही वाचा : २०२५ मध्ये मोठ्या धोक्याची चिंता? बर्ड फ्लू म्यूटेशनने जगभरात संकटाची स्थिती? वैज्ञानिकांनी वर्तवली भीती
चौथ्या टप्प्यात कोणते प्रयोग केले जाणार आहेत?
प्रक्षेपण वाहनाचा चौथा टप्पा पीओईएम किंवा पीएस४ ऑर्बिटल एक्स्पेरिमेंट मॉड्युल हे स्टार्ट-अप आणि शैक्षणिक संस्थांकडील १० तंत्रज्ञानासह वापरले जाईल. प्रथमच इस्रो मोहिमेत जैविक प्रयोग करणार आहे. सीआरओपीएस (कॉम्पॅक्ट रिसर्च मॉड्युल फॉर ऑर्बिटल प्लांट स्टडीज) प्रयोगामध्ये बियांचे उगवण आणि वनस्पतीचे पोषण दिसेल. इतर प्रयोगांमध्ये डेब्रिज कॅप्चर रोबोटिक आर्मचा समावेश आहे, जो कचरा पकडण्यासाठी व्हिज्युअल फीड व ऑब्जेक्ट मोशन प्रेडिक्शन वापरेल आणि आणखी एक रोबोटिक आर्म तयार केला जाईल, जो भविष्यात अवकाशात उपग्रहांना सेवा देण्यासाठी वापरला जाऊ शकेल. याद्वारे एमिटी युनिव्हर्सिटी सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण व पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणातील वनस्पती पेशींचा अभ्यास केला जाईल आणि आरव्ही कॉलेज ऑफ इंजिनियरिंग अंतराळात गट बॅक्टेरियाचा अभ्यास करण्यात येईल. काही सिंथेटिक अॅपर्चर रडार आणि ग्रीन प्रोपल्शन सिस्टीमचाही प्रयोग केला जाईल.
