ओळख 'चांद्रयान 2' मोहिमेची*

Chandrayaan 2 | ओळख 'चांद्रयान 2' मोहिमेची

Video link:

https://youtu.be/yETSkcyEoMA

By: मयुरेश प्रभुणे, खगोल अभ्यासक 

मुंबई : भारताची दुसरी चांद्रमोहीम येत्या 15 जुलै रोजी सुरु होत आहे. जगभरातील अवकाश संशोधन क्षेत्रासाठी या भारतीय मोहिमेचे महत्त्व मोठे आहे. भारताच्या या आधीच्या चांद्रयान 1 आणि मंगलयान या अवकाश मोहिमा भारताची या क्षेत्रातील तंत्र सिद्धता तपासणाऱ्या होत्या. चांद्रयान 2 या मोहिमेतून सूर्यमालेतील अनुत्तरीत प्रश्न सोडवण्याचा प्रयत्न भारतीय शास्त्रज्ञ करणार आहेत.



ओळख चांद्रयान 2 मोहिमेची (सौजन्य इस्रो)


चांद्रयान 2 या भारतीय अवकाश मोहिमेंतर्गत चंद्राच्या दक्षिण गोलार्धात प्रथमच कोणत्याही देशाकडून प्रत्यक्ष यान उतरवण्यात येणार आहे. या मोहिमेतून फक्त भारतच नाही, तर चंद्राविषयी संपूर्ण मानव जातीला असणारे ज्ञान वृद्धिंगत करण्याचा प्रयत्न करण्यात येणार आहे.


चंद्रावर स्वारी कशासाठी?


चंद्र हा पृथ्वीला अवकाशातील सर्वात जवळचा असा घटक आहे, ज्याचा प्रत्यक्ष यान पाठवून सखोल अभ्यास करता येऊ शकतो. दूर अवकाशातील मोहिमांसाठी वापरण्यात येणाऱ्या तंत्रज्ञानाच्या तपासणीसाठीही चंद्रावरील मोहीम उपयुक्त ठरते. चांद्र मोहिमेचा उपयोग भविष्यातील अवकाश संशोधनासाठी नव्या पिढीला प्रोत्साहीत करण्यासाठीही होऊ शकतो.


चांद्रयान 2 ची वैज्ञानिक उद्दिष्ट्ये काय? मोहिमेसाठी चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाची निवड का केली?


चंद्राच्या अभ्यासातून आपल्याला पृथ्वीच्या भूतकाळाविषयीही माहिती मिळू शकते. चंद्राच्या पृष्ठभागावर कोट्यावधी वर्षांमध्ये मोठे बदल झालेले नाहीत. त्यामुळे सूर्यमालेत सूर्याजवळच्या भागात गेल्या कोट्यवधी वर्षांमध्ये घडलेल्या अनेक घटनांचे पुरावे चंद्राच्या पृष्ठभागावर मिळू शकतात. चंद्राची निर्मिती कशी झाली हे सांगणारे काही प्रचलित सिद्धांत असले तरी, चांद्रभूमीवरील विविध मूलद्रव्ये, खनिजे यांचे नेमके मापन करुनच त्याच्या निर्मितीचे रहस्य उलगडू शकते. चांद्रयान 1 या मोहिमेतून चंद्रावर पाण्याचे अंश असल्याचे पुरावे मिळाले होते. चंद्राच्या विविध भागांमध्ये, तसेच जमिनीच्या आणि मातीच्या विविध स्तरांमध्ये पाण्याचे वितरण कसे आहे याविषयी सखोल माहिती जमा करणे आवश्यक आहे. चंद्रावरील पाण्याचा उगम शोधण्यासाठी त्याच्या जमिनीचा, तसेच अत्यंत विरळ असणाऱ्या वातावरणाचा अभ्यास आवश्यक आहे.


चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाचे वैशिष्ट्य असे की, हा प्रदेश चंद्राच्या उत्तर ध्रुवाच्या तुलनेत जास्त काळ अंधारात असतो. त्याचा परिणाम म्हणून दक्षिण ध्रुवावर आजही मोठ्या प्रमाणात पाण्याचे अस्तित्त्व असण्याची शक्यता वर्तवण्यात येते. याच भागात सूर्यमालेच्या जडण-घडणीच्या काळातील अनेक गुपिते दडल्याचाही शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे.


चांद्रयान 2 या मोहिमेतून चंद्राच्या दक्षिण गोलार्धात 70 अक्षांशांवर मॅन्झीनस सी आणि सिम्पेलिअस एन या दोन विवरांच्या दरम्यान असणाऱ्या उंच मैदानी प्रदेशात विक्रम हे लॅण्डर आणि त्याच्यासोबत असणारे प्रग्यान हे रोव्हर अलगद उतरवण्यात येईल.


चांद्रयान 2 वैशिष्ट्यपूर्ण का आहे ?


1) चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर जाणारी जगातील पहिली अवकाश मोहीम




2) स्वदेशी तंत्रज्ञानाच्या जोरावर विकसित केलेले पहिले भारतीय यान, जे दुसऱ्या ग्रहावर उतरवण्यात येईल.


3) चंद्राच्या पृष्ठभागाचा वेध घेणारे पहिले भारतीय पूर्णपणे स्वदेशी यान.


4) चंद्राच्या पृष्ठभागावर अलगद यान उतरवणारा भारत जगातील चौथा देश ठरेल.


अशी असेल मोहिमेची रचना





प्रक्षेपक (रॉकेट)  


भूस्थिर उपग्रह प्रक्षेपक मार्क 3 - जिओ सिंक्रोनस सॅटेलाईट लाँच वेहिकल मार्क 3 (जीएसएलव्ही मार्क 3)


तीन भागांचे भारताचे सर्वात मोठे रॉकेट.


पहिला भाग- एस 200 - घन इंधनाचा समावेश असणारे दोन रॉकेट बूस्टर


दुसरा भाग - एल 110 - द्रवरूप इंधनाचा टप्पा


तिसरा भाग - सी 25 - सर्वात वरचा, क्रायोजेनिक इंजिनाचा टप्पा (या भागामध्ये यान बसवण्यात आलेले असते)


चंद्राभोवती फिरणारे यान (ऑर्बायटर)


वजन 2379 किलो


वीज निर्मिती क्षमता 1000 वॅट


हे यान चंद्राभोवती 100 बाय 100 च्या वर्तुळाकार कक्षेत प्रस्थापित करण्यात येईल. यानावर बसवलेल्या आठ वैज्ञानिक उपकरणांच्या साह्याने चंद्राच्या भूमीचा तसेच, बाह्य वातावरणाचा अभ्यास करण्यात येईल. चंद्राभोवती फिरणाऱ्या या यानाचा चंद्राच्या भूमीवर उतरलेल्या विक्रम लॅण्डरशी, तसेच पृथ्वीवरील केंद्राशी संपर्क असेल.





विक्रम (लॅण्डर)


वजन 1471 किलो


वीज निर्मिती क्षमता 650 वॅट


विक्रम हे लॅण्डर प्रत्यक्ष चंद्राच्या जमिनीवर उतरेल. भारतीय अवकाश कार्यक्रमाचे जनक डॉ. विक्रम साराभाई यांच्या सन्मानार्थ लॅण्डरचे नामकरण विक्रम असे करण्यात आले आहे. लॅण्डर एकाच वेळी पृथ्वीवरील केंद्राशी, चंद्राभोवती फिरणाऱ्या यानाशी, तसेच चांद्रभूमीवर फिरु शकणाऱ्या रोव्हरशी संपर्क साधू शकते. चंद्रावर अलगद उतरण्याची यंत्रणा यावर बसवण्यात आली असून, एक चांद्रदिवस म्हणजे पृथ्वीवरील 14 दिवस इतका त्याचा कार्यकाळ असेल.


प्रग्यान (रोव्हर)


वजन 27 किलो


वीज निर्मिती क्षमता 50 वॅट


सहा चाकांची ही छोटी रोबोटिक गाडी असून, ती चंद्राच्या पृष्ठभागावर साधारण ५०० मीटर पर्यंत संचार करू शकेल. प्रग्यानवर सोलार पॅनल बसवण्यात आले असून, ही गाडी फक्त विक्रम लॅण्डरशी संपर्क करु शकते.


चांद्रयान 2 मधील वैज्ञानिक उपकरणे:


चांद्रयान 2 वर एकूण 13 भारतीय वैज्ञानिक उपकरणे असून, नासाच्या एका उपकरणाचाही या मोहिमेत समावेश करण्यात आला आहे.


ऑर्बायटरवर बसवलेली उपकरणे





१) टेरेन मॅपिंग कॅमेरा 2 (टीएमसी 2) : चांद्रयान 1 वर बसवण्यात आलेल्या टीएमसीचेच हे छोटे रुप आहे. टीएमसी 2च्या साह्याने चंद्राच्या जमिनीचे 5 मीटर रिझोल्युशनने छायाचित्रण करण्यात येईल. चंद्राचा थ्रीडी नकाशा बनवण्यासाठी, तसेच चंद्राच्या निर्मितीविषयीची माहिती जमा करण्यासाठी या उपकरणाचा उपयोग होईल.





2) चांद्रयान 2 लार्ज एरिया सॉफ्ट एक्स रे स्पेक्ट्रोमीटर (क्लास): एक्सरे फ्लूरोसन्स (एक्सआरएफ) तंत्राचा उपयोग करून क्लास हे उपकरण चंद्राचा वर्णपट (स्पेक्ट्रम) नोंदवेल. सूर्यावरून आलेले एक्स रे जेव्हा चंद्राच्या जमिनीवरील मॅग्नेशियम, ॲल्युमिनिअम, सिलिकॉन, कॅल्शियम, टायटेनियम, आयर्न, सोडियम आदी मूलद्रव्यांवर पडतील, तेव्हा त्यांच्यापासून उत्सर्जित झालेले किरण हे उपकरण अभ्यासेल. चंद्राच्या जमिनीवरील मूलद्रव्यांचा अभ्यास करण्यासाठी या उपकरणाचा उपयोग होईल.


3) सोलार एक्स रे मॉनिटर (एक्सएसएम): सूर्याच्या पृष्ठभागावरुन आणि वातावरणातून उत्सर्जित झालेल्या एक्स रेच्या नोंदी घेण्याचे काम एक्सएसएम हे उपकरण करेल. क्लास या उपकरणाशी सुसंगत आणि त्याला पूरक एक्स रे नोंदी घेण्याचे काम हे उपकरण करेल.


4) ऑर्बायटर हाय रिझोल्युशन कॅमेरा (ओएचआरसी): चंद्राच्या जमिनीचे उच्च प्रतीचे छायाचित्रण करण्याचे काम ओएचआरसी करेल. या उपकरणाचे मुख्य काम विक्रम लॅण्डरला चंद्रावर उतरवण्यासाठी योग्य जागेची निवड करणे हे आहे. ओएचआरसीद्वारे चंद्राच्या जमिनीचे दोन वेगवेगळ्या कोनातून छायाचित्रण केले जाईल. त्यातून विक्रमला उतरवण्यात येणाऱ्या जागेवर असणारे खड्डे, दगड - धोंडे यांची नेमकी कल्पना येईल. ओएचआरसीद्वारे 0.32 मीटर (सुमारे एक फूट) इतक्या रिझोल्युशनने 12 बाय 3 किलोमीटरच्या क्षेत्राची छायाचित्रे घेता येतील. विक्रमला विलग केल्यानंतरही या उपकरणाचा चंद्राच्या जमिनीचा अभ्यास करण्यासाठी उपयोग करण्यात येईल.


5) इमेजिंग आयआर स्पेक्ट्रोमीटर (आयआयआरएस): या उपकरणाच्या साह्याने चंद्राच्या संपूर्ण पृष्ठभागावरील खनिजे, तसेच अस्थिर वायूंचे हाय रिझोल्युशनने मापन करण्यात येईल. चंद्राच्या जमिनीमध्ये असणाऱ्या पाण्याच्या अंशांचे मापन, तसेच चंद्राच्या जमिनीवरून उत्सर्जित झालेल्या सौरऊर्जेचे प्रमाण तपासण्याचे कामही आयआयआरएस हे उपकरण करेल.


6) ड्युएल फ्रिक्वेन्सी सिंथेटिक  ॲपेर्चर रडार (सार): हे एल आणि एस असे दोन्ही बँडचे रडार ऑर्बायटरवर बसवण्यात आले आहे. चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशाचे हाय रिझोल्युशन मापन करण्याचे काम सार करेल. त्याचप्रमाणे चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशातील पाण्याचे नेमके प्रमाण शोधणे, चंद्राची वैशिष्ट्यपूर्ण माती असणाऱ्या रिगोलीथच्या थरांचे चंद्राच्या विविध भागांमधील प्रमाण अभ्यासणे, हेही सारचे मुख्य उद्दिष्ट्य असेल.


7) चांद्रयान 2 ॲटमॉस्फेरिक कंपोझिशनल एक्सप्लोरर 2 (चेस 2): चेस 2 हे चांद्रयान 1 मोहिमेतील चेस या उपकरणाचेच काम पुढे सुरु ठेवेल. चंद्राच्या बाह्य वातावरणात होणारे बदल टिपण्याचे काम हे उपकरण करेल.


8) ड्युएल फ्रिक्वेन्सी रेडिओ सायन्स (डीएफआरएस) एक्सप्रिमेन्ट: चंद्राच्या आयनोस्फिअरमध्ये बदलणारे इलेक्ट्रॉनचे प्रमाण तपासण्याचे काम या प्रयोगातून केले जाईल. एकाच वेळी एक्स आणि एस बॅण्डवर रेडिओ संदेश प्रसारित केले जातील. हे संदेश पृथ्वीवरील केंद्रावर पकडण्यात येतील. या संदेशाच्या बदलत्या दर्जावरुन चंद्राच्या आयनोस्फिअरमधील बदल टिपण्याचा प्रयोग करण्यात येईल.





'विक्रम'वर (लॅण्डर) बसवण्यात आलेली उपकरणे


9) रेडिओ  ॲनाटॉमी ऑफ मून बाऊंड हायपर सेन्सिटिव्ह आयनोस्फिअर अँड  ॲटमॉसफिअर (रंभा): चंद्राचे आयनोस्फिअर हे सतत बदलणाऱ्या प्लाझ्मापासून बनलेले आहे. रंभाच्या माध्यमातून चंद्राच्या जमिनीपासून बदलत जाणारी इलेक्ट्रॉनची घनता आणि बदलत्या तापमानाची नोंद घेण्यात येईल. बदलत्या सौरवादळांच्या बदलत्या प्रमाणानुसार चंद्राच्या जमिनीजवळच्या भागात प्लाझ्माचे प्रमाण कसे बदलते हेही प्रथमच या चंद्राच्या जमिनीवर उतरवण्यात येणाऱ्या उपकरणामुळे समजू शकणार आहे.


10) चंद्राज सरफेस थर्मो- फिजिकल एक्सप्रिमेन्ट (चास्ते): या उपकरणामध्ये एका सेन्सर आणि हिटरचा समावेश असून, हे उपकरण चंद्राच्या जमिनीत 10 सेंटीमीटर खोलीपर्यंत रोवण्यात येईल. चंद्राच्या मातीमध्ये उष्णतेचे वहन कसे होते, पृष्ठभागापासून आत तापमान कसे बदलत जाते ते या उपकरणामुळे समजू शकेल.


11) इन्स्ट्रुमेंट फॉर ल्यूनार सिझमीक ॲक्टिव्हिटी (इल्सा): हे उपकरण चंद्राच्या जमिनीवर बसणाऱ्या अतिसूक्ष्म हादऱ्यांचीही नोंद घेऊ शकते. यान चंद्राच्या ज्या भागामध्ये उतरणार आहे, तेथील भूहालचालींचा अभ्यास या उपकरणाद्वारे करण्यात येईल.


प्रग्यानवर (रोव्हर) बसवण्यात आलेली उपकरणे


12) अल्फा पार्टिकल एक्सरे स्पेक्ट्रोमीटर (एपीएक्सएस): चंद्राच्या ज्या भागामध्ये यान उतरले आहे, त्या भागातील जमिनीमध्ये असणाऱ्या मूलद्रव्यांचा अभ्यास करण्यासाठी हे उपकरण वापरण्यात येईल. या उपकरणाच्या माध्यमातून चंद्राच्या जमिनीवर उच्च ऊर्जेच्या अल्फा कणांचा मारा करण्यात येईल. त्यामुळे जमिनीला धडकून उत्सर्जित झालेले एक्स रे जमिनीतील मूलद्रव्यांची माहिती देतील. या उपकरणाच्या साह्याने खडकांच्या निर्मितीत समाविष्ट असणाऱ्या सोडियम, मॅग्नेशियम,  ॲल्युमिनिअम, सिलिका, कॅल्शियम, टायटेनियम, आयर्न, तसेच स्ट्रॉन्टीयम, यिट्रियम, झिरकोनियम आदी घटकांचे अस्तित्व आणि प्रमाण तपासता येईल.





13) लेझर इंड्यूस्ड ब्रेकडाऊन स्पेक्ट्रोस्कोप (लिब्स): चंद्राच्या जमिनीजवळील मूलद्रव्यांचे प्रमाण तपासण्यासाठी हे उपकरण काम करेल. या उपकरणातून शक्तिशाली लेझरचे झोत मारून त्यावेळी प्लाझ्माकडून होणाऱ्या उत्सर्जनाच्या नोंदी लिब्स हे उपकरण घेईल.


नासाचे उपकरण 


14) लेझर रेट्रो रिफ्लेक्टर अरे (एलआरए): पृथ्वी आणि चंद्र यांच्यामधील अंतर अचूकपणे मोजण्यासाठी नासाच्या वतीने देण्यात आलेल्या उपकरणाचा समावेश प्रग्यानवर करण्यात आला आहे.


असा असेल चांद्रयान 2 मोहिमेचा प्रवास




15 जुलै 2019 रोजी पहाटे 02:51 वाजता श्रीहरीकोटाच्या सतीश धवन अवकाश केंद्रावरुन जीएसएलव्ही मार्क 3 रॉकेटच्या साहाय्याने प्रक्षेपण


यान पृथ्वीभोवती 170 किलोमीटर बाय 40400 किलोमीटरच्या दीर्घ वर्तुळाकार कक्षेत सोडण्यात येईल


यानावर बसवलेल्या इंजिनाच्या साह्याने यानाची पृथ्वीभोवतीची कक्षा पुढील 16 दिवसांमध्ये पाच टप्प्यांमध्ये चंद्राच्या कक्षेपर्यंत विस्तारण्यात येईल


चांद्रयान 2 ला चंद्राभोवती 100 किलोमीटर बाय 100 किलोमीटरच्या वर्तुळाकार कक्षेत प्रस्थापित करण्यात येईल


6 सप्टेंबरला लॅण्डर आणि रोव्हर मुख्य यानापासून विलग होतील. त्यानंतर लॅण्डरवर बसवण्यात आलेल्या इंधन यंत्रणेच्या साह्याने त्याची चंद्राभोवतीची कक्षा 100 बाय 30 किलोमीटरची करण्यात येईल.


याच कक्षेत चंद्राच्या जमिनीपासून 30 किलोमीटरवर असताना विक्रम आणि प्रग्यान चंद्राच्या दक्षिण गोलार्धात 70 अक्षांशांवर अलगद उतरवण्याची प्रक्रिया (सॉफ्ट लॅण्डिंग) साधली जाईल.


15 मिनिटांची सॉफ्ट लॅण्डिंगची प्रक्रिया ही या मोहिमेतील सर्वात मोठे आव्हान असेल.


विक्रम आणि प्रग्यान यांचा चंद्रावरील कार्यकाळ एका चांद्रदिवसाचा म्हणजे पृथ्वीवरील 14 दिवसांचा असेल. या 14 दिवसांच्या काळात विक्रम आणि प्रग्यानला सूर्य प्रकाशामुळे सौरऊर्जा मिळू शकेल.


विक्रम लॅण्डर चंद्रावर उतरल्यावर त्याचे दार अलगद उघडेल. त्यानंतर चार तासांनी त्यातून प्रग्यान रोव्हर बाहेर येईल.


चंद्राच्या जमिनीवर सेकंदाला एक सेंटीमीटर इतक्या संथ गतीने प्रग्यान साधारणपणे 500 मीटर अंतर कापेल.


14 दिवसांच्या काळात (20 सप्टेंबरपर्यंत) विक्रम आणि प्रग्यानवर बसवण्यात आलेल्या उपकरणांच्या मदतीने विविध शास्त्रीय नोंदी घेण्यात येतील.


सात वैज्ञानिक उपकरणांसह चंद्राभोवती 100 किलोमीटरच्या कक्षेतून फिरणारे यान पुढील एक वर्ष शास्त्रीय नोंदी घेईल.




चांद्रयान 2 च्या निर्मितीसाठी 603 कोटी रुपये खर्च आला असून, प्रक्षेपणासाठी अतिरिक्त 375 कोटी रुपये लागणार आहेत. चांद्रयान 2 आणि जीएसएलव्ही मार्क 3 च्या निर्मितीसाठी भारतातील सुमारे 500 विद्यापीठे आणि 120 कंपन्यांचा सहभाग आहे. मोहिमेसाठी आलेल्या एकूण खर्चाचा बहुतांश वाटा या कंपन्या आणि विद्यापीठांना देण्यात आला आहे.