मंगलयान - भाग ३

दर सेकंदाला सुमारे सात मैल (११.२ किलोमीटर) एवढ्या प्रचंड वेगाने तोफेचा गोळा आभाळात फेकला तर तो कधीच जमीनीवर परत येणार नाही असे गणित सर आयझॅक न्यूटन यांनी केले होते. त्याचे प्रात्यक्षिक करणे त्यांच्या काळात तर शक्य नव्हतेच, जमीनीवरून इतक्या वेगाने तोफेचा गोळा फेकणे किंवा साधे रॉकेट (अग्निबाण) उडवणे आजसुद्धा शक्य नाही. ही गोष्ट साध्य करण्यासाठी मल्टिस्टेज रॉकेट्स मात्र तयार केली गेली. त्यात अनेक रॉकेटांना जोडून त्यांचा समूह केलेला असतो. चार, तीन, दोन, एक अशी उलटी मोजणी (काउंटडाउन) संपताच अग्निबाणातल्या सर्वात मोठ्या त्याच्या पहिल्या टप्प्यावर (फर्स्ट स्टेज रॉकेटवर) ठिणगी पडून त्याचा भडका उठतो आणि धडाक्याने त्या रॉकेटचे लाँचिंग होते. त्याच्या उड्डाणाचा धक्का (प्रतिक्रिया) सहन करण्यासाठी अत्यंत मजबूत असे रॉकेट लाँचिंग पॅड तयार केलेले असते. आकाशात झेपावल्यानंतर ठराविक कालावधीने आणि ठराविक क्रमाने त्या रॉकेटचे पुढील टप्पे (स्टेजेस) एका पाठोपाठ एक पेटवून उडवले जातात. या अग्निबाणांची रचना अशी केलेली असते की प्रत्येक टप्प्याच्या वेळी त्याच्या विशिष्ट टप्प्याचा भाग सुटा होतो आणि त्या निरुपयोगी झालेल्या भागाला मागे ढकलून उरलेले रॉकेट पुढे जाते. कोणताही अग्निबाण एकदा उडवल्यानंतर जळून नष्ट होतो आणि त्याचे अवशेष अवकाशात फेकून दिले जातात. मोटार किंवा विमानाप्रमाणे एकाच अग्निबाणात पुन्हा पुन्हा नवे इंधन भरून त्याला अनेक वेळा वापरता येत नाही किंवा तो एकदा अयशस्वी झाला तर त्याची दुरुस्ती करून त्याचा उपयोग करता येत नाही. त्यामुळे त्याची रचना आणि निर्मिती अत्यंत अचूकच असावी लागते.

कृत्रिम उपग्रहांना अंतराळात घेऊन जाण्यासाठी सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल्स नावाचे खास प्रकारचे अग्निबाण तयार केले जातात. त्यातही एसएलव्ही, पीएसएलव्ही, जीएसएलव्ही आदि निरनिराळे प्रकार असतात. कशा प्रकारचा केवढ्या आकाराचा उपग्रह अवकाशात सोडायचा आहे ते पाहून त्यानुसार योग्य त्या प्रकारचे यान तयार केले जाते. चंद्रयान किंवा मंगलयान अशा प्रकारच्या मोहिमांसाठी तयार केलेली याने तर जास्तच स्पेशल असतात. त्याचे अग्निबाण अनेक कप्प्यांनी मिळून तयार केले जातात आणि ते टप्प्याटप्प्याने उडवले जातात. अशा प्रकारे वेग वाढवत ते यान पृथ्वीपासून दूर जात राहते आणि तिला प्रदक्षिणा घालत राहते. या यानांमध्ये काही रॉकेट इंजिनेही असतात. जेट विमानांच्या इंजिनांप्रमाणे त्यांच्या चेंबरमध्ये इंधनाचे ज्वलन होऊन अतितप्त वायू तयार होतात आणि त्यांचा दाब (प्रेशर) खूप वाढतो. नॉझल्समधून त्यांचा झोत (जेट) विमानाच्या मागच्या दिशेने वेगाने बाहेर सोडला जात असतो त्यामुळे ते विमान पुढे जाते. विमानातल्या इंधनाच्या ज्वलनासाठी आजूबाजूची हवा पंख्याने आत ओढून घेतली जात असते, पण अवकाशात हवाच नसते. तिचा उपयोग करून घेण्याचा प्रश्नच उद्भवत नाही. यानांच्या रॉकेट इंजिनमध्ये इंधनाबरोबरच प्राणवायूचाही (ऑक्सीजनचा) पुरवठा केला जातो. त्यासाठी ऑक्सिडायजर केमिकल्सचा पुरेसा स्टॉकसुद्धा बरोबर नेला जातो.

दि.५ नोव्हेंबर रोजी म्हणजे भाऊबीजेच्या दिवशी दुपारी २ वाजून ३८ मिनिटांनी आंध्रमधील श्रीहरीकोटा या ठिकाणी बांधलेल्या खास लाँचिंग पॅडवरून मंगलयानाने यशस्वी उड्डाण केले. त्या दिवशी मंगळवारच होता हा योगायोग म्हणा किंवा कदाचित तसे ठरवून केले असेल. खरे तर हे उड्डाण याच्याही आधीच करायचे ठरले होते आणि भारतातल्या रॉकेट लाँचिंग स्टेशनमध्ये त्याची जय्यत तयारी झाली होती. पण पॅसिफिक महासागरात आलेल्या वादळामुळे तिथल्या भागातल्या काही ट्रॅकिंगच्या सोयी तयार नसल्यामुळे यानाच्या उड्डाणाचा मुहूर्त लांबणीवर टाकावा लागला. आकाशात झेप घेतल्यानंतर काही मिनिटांमध्येच रॉकेटच्या सगळ्या स्टेजेस एकामागून एक कार्यान्वित झाल्या आणि हे यान पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालू लागले. हे सगळे त्या दिवशी टेलिव्हिजनवर लाइव्ह टेलिकास्टमध्ये पहायला मिळाले. ते यान पृथ्वीभोवती फिरत असल्यामुळे त्याचे निरीक्षण जगातल्या इतर खंडांमधून किंवा महासागरांमधूनसुद्धा करावे लागते. त्यासाठी जगभर पसरलेल्या अनेक प्रयोगशाळा किंवा वेधशाळांचे सहाय्य घ्यावे लागते. अशा प्रकारे ही मोहीम जरी भारतीयांची असली तरी ती आंतरराष्ट्रीय सहकार्यानेच राबवली जाते.

मंगलयानाची पृथ्वीभोवती फिरत राहण्याची कक्षा वर्तुळाकार (सर्क्युलर) नाही. ती कमालीची लंबवर्तुळाकार (इलिप्टिकल) आहे. त्याने घातलेल्या पहिल्या दिवसातल्या प्रदक्षिणांमध्ये हे यान पृथ्वीच्या जवळ येतांना (perigee) २६४ किलोमीटरपर्यंत येत होते आणि दूर जाई तेंव्हा (apogee) सुमारे २३,९०० किलोमीटर इतके लांब जात होते. गेल्या दोन आठवड्यात त्याची ही कक्षा क्रमाक्रमाने वाढवत नेत गेली. आता हे यान जेंव्हा अॅपोजीवर असते तेंव्हा पृथ्वीपासून तब्बल १९२००० किंवा जवळ जवळ दोन लक्ष किलोमीटर्स इतक्या दूर जाते आणि जवळ येते तेंव्हा मात्र फक्त दोन अडीचशे किलोमीटर्सवरच असते. मंगळयानाच्या या निरनिराळ्या कक्षा सोयीसाठी एकाच चित्रात दाखवल्या आहेत. पण प्रत्यक्षात एका वेळी त्यातली एकच कक्षा असते. पहिल्या दिवशी म्हणजे ५ नोव्हेंबरला त्याची सर्वात लहान कक्षा होती आणि ती क्रमाक्रमाने वाढवत नेली गेली. तिच्यात आणखी वाढ होऊन ती १ डिसेंबरला सर्वात मोठी असेल. सोयीसाठी चित्रामध्ये त्यांचा आकार खूपच वाढवून दाखवला आहे. प्रत्यक्षात पाहता ग्रह आणि सूर्य यांच्यामधले अंतर काही कोटी किलोमीटर्स इतके असते आणि मंगलयान पृथ्वीपासून फार तर दोन लक्ष किलोमीटर्स एवढेच दूर जाणार आहे. स्केलमध्ये पाहिल्यास त्याच्या सगळ्या कक्षा फक्त एका ठिपक्यात येईल, पण त्यामुळे त्या दिसणारही नाहीत आणि समजणारही नाहीत.

आणखी काही दिवस हे यान असेच पृथ्वीभोवती फिरत राहणार आहे. १ डिसेंबरच्या सुमाराला हे मंगलयान पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालणे सोडून मंगळाच्या दिशेने प्रयाण करणार आहे. गेले दोन आठवडे तेसुद्धा पृथ्वीच्या सोबतीने सूर्याभोवतीही फिरतच आहे आणि पुढेही फिरतच राहणार आहे. सूर्यावरून पाहिल्यास १ डिसेंबरच्या दिवशी मंगळ हा ग्रह त्याच्या सूर्यप्रदक्षिणेमध्ये पृथ्वीच्या बराच पुढे असेल. त्या दिवशी मंगळयानाला जास्त गति आणि वेगळी दिशा देऊन पृथ्वीपासून दूर लोटले जाणार आहे. त्यामुळे पृथ्वीची सू्र्याभोवती फिरण्याची गति अधिक त्या यानाची पृथ्वीभोवती फिरण्याची गति अधिक त्याला मिळालेली जास्तीची गति एवढा त्याचा एकूण वेग असेल. तसेच सूर्य आणि पृथ्वी या दोघांच्याही गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभावही त्याच्यावर असेल. या सर्वांमधून त्याची स्वतःची एक वेगळी कक्षा तयार होत जाईल. ती चित्रात दाखवल्यासारखी असेल. चित्रावरून पाहता हे आपल्या लक्षात येईल की ही कक्षा बरीचशी पृथ्वीच्या कक्षेसारखीच आहे. शेतकरी ज्याप्रमाणे गोफणीत दगड ठेऊन तिला गरागरा फिरवतो आणि त्याला दूर फेकतो तसेच काहीसे मंगलयानाच्या बाबतीत पृथ्वीकडून केले जाणार आहे असे म्हणता येईल. त्याला मिळणारी मुख्य गति पृथ्वीपासूनच मिळणार आहे. त्यात स्वतःची थोडी भर घालून ते यान मंगळाकडे जाणार आहे.

हे यान पृथ्वीपासून जसजसे दूर दूर जाईल तसतसा पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाचा त्याच्यावरचा प्रभाव कमी कमी होत जाऊन मंगलयानसुद्धा पृथ्वी किंवा मंगळ ग्रह यांच्याप्रमाणे फक्त सूर्याभोवती फिरणारा एक पिटुकला ग्रह होऊन जाईल. मंगळाची कक्षा पृथ्वीहून मोठी आणि गति कमी असल्यामुळे आणखी चार पाच महिन्यांनी पृथ्वी मंगळाला गाठेल म्हणजे हे दोन ग्रह एकमेकांच्या सर्वात जवळ येतील. त्यावेळी मंगळयान मध्येच कुठेतरी असेल. त्यानंतर पृथ्वी मंगळ ग्रहाच्या पुढे पुढे जात राहील.

सप्टेंबर २०१४ मध्ये पृथ्वीने तिच्या प्रदक्षिणेचा पाऊण हिस्सा पूर्ण केलेला असेल आणि ती चित्रात दाखवलेल्या जागी असेल तर मंगळ ग्रहाने अजून अर्धी प्रदक्षिणासुद्धा संपवली नसल्याने तो चित्रात दाखवलेल्या ठिकाणी पृथ्वीच्या बराच मागे असेल. त्याच वेळी मंगलयान आणि मेव्हन हे पृथ्वीवरून पाठवलेले पाहुणे मंगळ ग्रहाच्या जवळ जाऊन त्याला गाठतील. मंगळाच्या जवळ पोचल्यानंतर त्यांच्या इंजिनांचा उपयोग करून त्यांचा वेग थोडा कमी केला जाईल, तसेच त्यांना योग्य त्या दिशा देऊन मंगळग्रहाच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या टप्प्यात नेऊन सोडण्यात येईल. त्यानंतर ते मंगळ ग्रहाचे उपग्रह होऊन त्याला घिरट्या घालू लागतील.

हे काम मात्र तारेवरच्या कसरतीसारखे असते. एकादे यान जर मंगळाच्या दिशेने थेट जायला लागले तर त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाने ते नक्कीच ओढले जाईल आणि समजायच्या आत त्याच्या जमीनीवर धाडकन जाऊन आपटेल. त्याच्या जवळून आणि बाजूने जात असतांना मंगळापासूनचे अंतर, पुढे जाण्याची दिशा आणि वेग या सर्वांकडे बारीक लक्ष ठेवावे लागते. त्यात थोडीशी गफलत झाली तरी ते कदाचित मंगळावर जाऊन धडकेल किंवा त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाला न जुमानता आणि त्याला वळसा घालून परत न फिरता थेट अथांग अंतरिक्षात दूर चालले जाईल. पृथ्वीपासून दूर उपग्रहांवर जाऊन परत येणा-या अॅस्ट्रोनॉट्सना सुध्दा रीएन्ट्रीचे काम अत्यंत कौशल्याने करावे लागते. यातच काही तरी अनपेक्षित घडले आणि आपल्या कल्पना चावलाला आपले प्राण गमवावे लागले. तिचे यान पृथ्वीच्या कक्षेच्या बाहेर फक्त सूर्याच्या कक्षेत गेलेले नव्हते. मंगलयानाला तर सूर्याच्या कक्षेमधून मंगळाच्या कक्षेत शिरायचे आहे. धनुर्धारी अर्जुनाने डोक्यावर फिरत असलेल्या माशाचे खाली ठेवलेल्या परातीतले प्रतिबिंब पाहून शरसंधान केले आणि बरोबर त्याचा डोळा फोडला असे द्रौपदीस्वयंवराचे आख्यान आहे. मंगलयानाचे नियंत्रण जर पृथ्वीवरून होत असेल तर ते काम अशाच प्रकारचे आहे असे म्हणता येईल. यात आणखी एक तिढा आहे. पृथ्वीच्या भोवती फिरत राहणा-या कृत्रिम उपग्रहांपासून येणारे संदेश आणि त्यांना दिले जाणारे आदेश एका सेकंदाच्या आत येतात किंवा जातात. पण मंगलयान मंगळ ग्रहाजवळ पोचेल तेंव्हा ते पृथ्वीपासून काही कोटी किलोमीटर अंतरावर असेल आणि या संदेश वहनाला काही मिनिटे लागतील. त्यामुळे नियंत्रण जास्तच आव्हानात्मक होणार आहे.   

मंगलयान आणि मेव्हन ही दोन्ही याने मंगळाजवळ पोचल्यानंतर त्याला प्रदक्षिणा घालता घालता त्याचे निरीक्षण करत राहणार आहेत, त्याचे फोटो काढणार आहेत, त्या ग्रहावर कोणकोणती मूलद्रव्ये आहेत, किती पाणी, बर्फ किंवा वाफ आहे, मिथेन वायू आहे का वगैरेंचा ते जास्त कसोशीने तपास लावण्याचा प्रयत्न करणार आहेत, मंगळ ग्रहासंबंधी आतापर्यंत जी माहिती मिळालेली आहे ती पडताळून पाहून जास्त सखोल अभ्यास करता येण्यासाठी सामुग्री मिळवणार आहेत आणि ती सारी माहिती पृथ्वीवरील केंद्रांकडे पाठवत राहणार आहेत. या कामासाठी लागणारी वीज त्या यांनांना जोडलेल्या सोलर पॅनेल्समधून मिळत राहील.  हे सगळे आता ठरलेले प्लॅन आहेत. त्यातले किती प्रत्यक्षात उतरतात हे काळच ठरवेल.

.  . . . . . . . .  ..  . . . (समाप्त)

पुरवणी      दिं.१ डिसेंबर २०१३
इतके दिवस पृथ्वीप्रदक्षिणा करीत असलेले मंगलयान आता त्याचा आकाशातला मार्ग बदलून मंगळ ग्रहाच्या दिशेने निघाले आहे. ते आता कुठे मार्गी लागले आहे असे म्हणता येईल. पण त्याचा हा प्रवास विमानासारखा एका सरळ रेषेत होणार नाही. एका लंबगोलाकार कक्षेत ते सूर्याभोवती फिरायला लागले आहे. त्या कक्षेतून पुढे पुढे जात असतांना ३०० दिवसांनंतर ते मंगळाला गाठणार आहे.