अंतराळात मानवाची भरारी

प्राचीन काळात आकाश आणि अवकाश असा फरक नव्हता, किंबहुना आकाशाच्या पलीकडे असलेले अवकाश, अंतरिक्ष किंवा अंतराळ असे त्या शब्दांचे अर्थच नव्हते. सूर्य, चंद्र, ग्रह, तारे वगैरे सगळे गोल आकाशातच भ्रमण करतात असे समजले जात होते. पुराणातल्या अनेक कथांमध्ये आकाशमार्गाचा उल्लेख आहे. पुराणातल्या विश्वामध्ये जमीनीवर मानवांची वस्ती होती, तर पाताळात दानवांचे आणि आकाशातल्या स्वर्गलोकामध्ये इंद्रदेवाचे राज्य होते. पण पृथ्वीवरील काही सम्राट आणि बरेचसे राक्षसांचे राजे थेट इंद्रावर स्वारी करून स्वर्गाचे राज्य जिंकून घेत असत. त्यांचे सगळे सैन्यच आकाशमार्गाने उडून वर जात असे. रावणाचा मुलगा मेघनाद याने इंद्राला जिंकून अनेक देवांना पकडून खाली आणले होते आणि त्यांना रावणाच्या घरात गडी म्हणून घरकामाला ठेवले होते. म्हणून त्याचे नाव इंद्रजित असे पडले होते. स्वतः रावणसुद्धा महादेवाच्या तपश्चर्येसाठी आकाशमार्गाने कैलासाकडे जात असे. वनातल्या सीतेचे हरण करण्यासाठी तो साधूचा वेष धरून आकाशमार्गे आला आणि तिला उचलून घेऊन आकाशामधूनच लंकेला परत गेला.  हनुमानाने जन्माला आल्याआल्याच  उगवत्या सूर्याच्या लालचुटुक बिंबाला गोड फळ समजून  ते खाण्यासाठी लगेच आकाशात उड्डाण केले होते. त्यानंतरही त्याने सीतेला शोधत लंकेला आणि द्रोणागिरी पर्वतावरील संजीवनी औषध आणण्यासाठी हिमालयाकडे उड्डाण केले होते. देव आणि दानवच नाही तर नारदमुनीसारखे काही ऋषीमुनीही अंतर्धान पावत आणि अदृष्यपणे क्षणार्धात दुसऱ्या ठिकाणी किंवा थेट दुसऱ्या लोकात जाऊन पोचत असत. 

घरात आईने आणि देवळात कीर्तनकारांनी रंगवून सांगितलेल्या या अद्भुत कथा लहान वयात खऱ्याच वाटत असत.  माझे सारे लहानपण अशा सुरस कथा ऐकण्यातच गेले. आमच्या लहान गावाच्या आसपास कुठेही विमानतळ नव्हता. क्वचित कधी तरी एकादे विमान दूर आकाशातून जातांना दिसायचे. तेंव्हा मला आकाशातल्या त्या विमानांचेही फार कौतुक वाटत नव्हते आणि युरी गागारिनने अंतरिक्षात जाऊन परत येण्यात फार मोठा पराक्रम केला असेल असेही त्या काळात मला वाटले नव्हते. पण मोठेपणी या विषयाचा अभ्यास केल्यानंतर मला सत्यपरिस्थितीची कल्पना आली. हवेपेक्षा जड असलेले विमान कसे उडू शकते हे समजले, हवेच्या थरांना पार करून अवकाशात जाणाऱ्या अग्निबाणांची रचना समजली आणि अवकाशात उडवलेले उपग्रह पृथ्वीभोवती का फिरत राहतात हे कळले आणि ही सगळी कामे किती अवघड असतात हे ही समजले. 

अत्यंत प्रतिकूल परिस्थितीशी झगडत  अतिदुर्गम अशा ठिकाणी जाण्याचे महाकठीण आव्हान स्वीकारणे हासुद्धा एक मानवी पराक्रम समजला जातो. हिमालयाची उत्तुंग शिखरे, प्रशांत महासागराचा तळ किंवा पृथ्वीचा दक्षिण ध्रुव अशा दुर्गम आणि निर्जन ठिकाणी जाऊन कुणालाही तिथे काय मिळण्यासारखे असते? उलट त्या प्रयत्नात स्वतःचा प्राण गमावण्याचा धोका मात्र असतो. तरीही काही साहसी लोक आपल्या जिवावर उदार होऊन आणि तन मन धन अर्पण करून अशा मोहिमेचा ध्यास धरतात आणि अपार कष्ट सहन करून ते ध्येय गाठतात.

विमानाचा शोध लागला त्या काळात आकाशात उडून येणे हेच एक मोठे धाडसाचे काम वाटत होते, पण कालांतराने ते सुरक्षित आणि सर्वसामान्य झाले. तोपर्यंत मानवाने आकाशाच्या पलीकडे असलेल्या अंतराळात भरारी मारण्याचा विचार सुरू केला.  यू एस ए (अमेरिका) आणि यू एस एस आर (रशिया) यांच्यात होत असलेल्या चढाओढीत सुरुवातीला रशियाने आणि त्याच्या पाठोपाठ अमेरिकेने अवकाशात काही उपग्रह सोडले. हे उपग्रह आणि पृथ्वीवरील नियंत्रणकक्ष यांच्यात चांगला खात्रीलायक संपर्क स्थापन झाल्यानंतर मानवाला अंतराळात पाठवण्याचे प्रयत्न सुरू झाले. अंतराळात गेलेल्या यानाला पृथ्वीवर परत आणता येणे आवश्यक होते म्हणून आधी काही रिकामी यानेच अवकाशापर्यंत उडवून त्यांना परत आणण्याचे प्रयत्न होत राहिले. 

हे काम यशस्वीरीत्या करता येते याची खात्री पटल्यानंतर १२ एप्रिल १९६१ रोजी युरी गागारिन हा पहिला अंतराळवीर अवकाशात जाऊन सुखरूप परत आला आणि तो लगेच त्या काळातला एक महानायक झाला. त्याच्या पाठोपाठ ५मे १९६१ला अमेरिकेचा अॅलन शेपर्ड अंतराळात जाऊन आला.(आकृति अंतराळमानव - १ ) युरी गागारिन फक्त एक पृथ्वीप्रदक्षिणा करून परत आला होता, तर शेपर्ड एकही प्रदक्षिणा पूर्ण न करता फक्त अवकाशात पोचून परत आला होता. रशियाचा व्होस्टोक आणि अमेरिकेचा मर्क्युरी या प्रोग्रॅम्सच्या अंतर्गत दोन दोन उड्डाणे झाल्यानंतर  २० फेब्रूवारी १९६२ला अमेरिकेच्या जॉन ग्लेन याने मर्क्युरी प्रोग्रॅमखालीच फ्रेंडशिप ७ या यानात बसून उड्डाण केले. त्याने आपल्या यानाचे स्वतः नियंत्रण करून पृथ्वीभोवती भराभर तीन वेळा फेऱ्या मारल्या आणि तो काही तासात परत आला. १६ जून १९६३ला रशियाने व्होस्टोक प्रोग्रॅमखालीच व्हॅलेंटिना तेरेश्कोव्हा या महिलेला अंतराळात पाठवले आणि तीही अंतराळात जाऊन आलेली पहिली महिला म्हणून जगप्रसिद्ध झाली. १८ मार्च १९६५ला रशियाच्याच अॅलेक्सी लेओनोव्ह याने पहिल्यांदाच आपल्या यानाच्या बाहेर निघून विशाल अंतराळात काही मिनिटे 'स्पेसवॉक' करून म्हणजे तरंगून दाखवले. या अंतराळवीरांना अमेरिकेत अॅस्ट्रोनॉट तर रशियात कॉस्मोनॉट असे म्हंटले जाते. त्यांना  अवकाशात नेऊन आणणाऱ्या वाहनांना स्पेसक्राफ्ट किंवा स्पेस व्हेइकल (अंतराळयान) असे म्हंटले जाते. ही वाहने सुद्धा काही काळ पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालत असली तरी त्यांना उपग्रह न म्हणता अंतराळयान असे म्हंटले जाते.

या दोन्ही देशांनी त्यानंतर एकापाठोपाठ एक अनेक मोहिमा काढल्या. सुरुवातीला त्यांचे अंतराळवीर अवकाशात जाऊन सुखरूपपणे परत येत होते या उपलब्धीचेच मोठे अपरूप आणि कौतुक होते. हळू हळू त्यांनी पृथ्वीचे आणि अवकाशाचे निरीक्षण व संशोधन करून इतर माहिती गोळा करायला सुरुवात केली, पण ते काम करणारे अनेक मानवरहित उपग्रह आधीपासून कार्यरत होतेच. माणसांनी अवकाशात जाऊन त्यापेक्षा वेगळे काहीतरी जास्त काम करायला हवे. अमेरिका आणि रशिया हे दोघेही चंद्राची जास्त माहिती मिळवण्याचा कसून प्रयत्न करत होते. रशियाने ल्यूना कार्यक्रमामध्ये काही मानवरहित याने चंद्रावर पाठवली, तर अमेरिकेने आधी मानवरहित वाहने पाठवून मोहिमेची चाचणी करून घेतली आणि १९६९मध्ये अपोलो११ कार्यक्रमाअंतर्गत नील आर्मस्ट्रांग, बझ एल्ड्रिन आणि मायकेल कोलिन्स या तीघांना चंद्रविजयाच्या मोहिमेवर पाठवले. (आकृति अंतराळमानव -२) त्यातील कोलिन्स हा कोलंबिया नावाच्या कमांड मॉड्यूलमध्ये बसून चंद्राभोवती फिरत राहिला आणि आर्मस्ट्रांग व एल्ड्रिन ही अंतराळवीरांची जोडी ईगल नावाच्या ल्यूनर मॉड्यूलमधून चंद्रावर जाऊन उतरली.  त्यांनी तिथे जाऊन अमेरिकेचा झेंडा रोवला, अनेक फोटो काढले आणि चंद्रावरील दगड माती गोळा केली. त्यानंतर ते ईगलमध्ये बसून चंद्रावरून उडून कोलंबिया यानामध्ये गेले आणि कोलिन्ससह सुखरूपपणे पृथ्वीवर परत आले. हा एक ऐतिहासिक असा खूप मोठा  विक्रम होता.

रशियाने मानवाला चंद्रावर पाठवायचा नाद न धरता अवकाशातच काही काळ मुक्काम करून रहायच्या प्रयत्नांवर जास्त लक्ष दिले आणि १९७१मध्ये साल्यूत १ नावाचे पहिले स्पेस स्टेशन अवकाशात पाठवले. अमेरिकेचे अपोलो मिशन १९७२पर्यंत चालत राहिले आणि त्यातून चोवीस अॅस्ट्रोनॉट्स अवकाशात जाऊन आले. त्यातले काही चंद्रावर उतरले, तिथे राहून त्यांनी गाडी चालवली, चंद्रावरच्या निरनिराळ्या भागांची आणखी माहिती मिळवली आणि तिथले दगडधोंडे गोळा करून पृथ्वीवर आणले. रशिया आणि अमेरिका यांच्यासह भारतादि अनेक देशांनी मंगळ, शुक्र, गुरु आदि इतर ग्रहांचा अभ्यास करण्यासाठी दूरवर अनेक मानवरहित याने पाठवली, काही याने सूर्याजवळ तर काही सूर्यमालिकेच्याही बाहेर पाठवली गेली. ती मात्र कधीच पृथ्वीवर परत आली नाहीत. 

अवकाशात एक प्रयोगशाळा ठेवण्याच्या दृष्टीने प्रयत्न सुरू ठेवले गेले होतेच. अमेरिकेने पुन्हा पुन्हा वापरता येतील अशी स्पेस शटल नावाची प्रचंड वाहने तयार केली. (आकृति अंतराळमानव ३) या वाहनांमधून कृत्रिम उपग्रह, उपकरणे, इतर सामान आणि अंतराळवीर यांना अवकाशात घेऊन जाणे, त्यांना तिथल्या स्पेस स्टेशनवर नेऊन ठेवणे किंवा तिकडून पृथ्वीवर परत आणणे शक्य झाले. यातला स्पेस शटल ऑर्बायटर किंवा स्पेसप्लेन हा विमानासारखा दिसतो. त्यालाही पृथ्वीवरून उडवतांना एका मोठ्या रॉकेटला जोडून उडवले जाते. अवकाशामधून परत येतांना त्याला ग्लायडरसारखे हवेवर तरंगत तरंगत जमीनीवर उतरवता येते. हे ऑर्बायटर नव्या रॉकेट्सच्या सहाय्याने पुन्हा पुन्हा अवकाशात उडवता येते. एंटरप्राइज, कोलंबिया, चॅलेंजर, डिस्कव्हरी, अॅटलांटिस आणि एंडेव्हर या नावांचे ऑर्बाइटर्स तयार करून वापरले गेले. कोलंबिया या स्पेस शटलने १९८१मध्ये पहिले य़शस्वी उड्डाण केले. १९८३मध्ये अमेरिकेने स्पेस शटल मधून यंत्रसामुग्री आणि उपकरणे अवकाशात नेऊन स्पेसलॅब प्रस्थापित केली, तसेच १९९० मध्ये  हबल टेलिस्कोप ही महाकाय दुर्बिण अवकाशात नेऊन ठेवली. सन २०११पर्यंत निरनिराळ्या स्पेस शटल्सनी १३५ उड्डाणे केली आणि त्यातून अनेक अंतराळवीरांनी अवकाशात ये जा केली.  

रशियाने  १९७१ मध्ये सोल्युत १, त्यानंतर सोल्यूतचे काही अवतार आणि १९८७ साली मीर नावाची स्पेस स्टेशने तयार केली आणि बुरान नावाचे शटलही तयार केले.  त्यांचे सोयूझ हे यान अंतराळवीर आणि उपकरणांना स्पेस स्टेशनवर घेऊन जाण्यासाठी वापरले जात असे. सन २०००मध्ये या दोन्ही देशांनी जपान, कॅनडा आणि युरोपमधील काही देशांशी सहयोग करून इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशन नावाची कायम स्वरूपाची प्रयोगशाळा स्थापन केली ती आजतागायत सुरू आहे. ही सगळी स्पेस स्टेशने लो अर्थ ऑर्बिटमध्ये पृथ्वीभोवती वेगाने फिरत राहणारे कृत्रिम उपग्रह आहेत. नेहमी काही अंतराळवीर पृथ्वीवरून  तिथे जाऊन काही दिवस किंवा महिने राहतात आणि परत येतात. त्यांच्या तिथून निघण्यापूर्वीच अंतराळवीरांची नवी तुकडी तिथे जाऊन पोचते. यातले बहुतेकजण कुठल्या ना कुठल्या विषयातले तज्ञ असे शास्त्रज्ञ असतात आणि अंतराळातल्या प्रयोगशाळांमध्ये राहून नवनवे प्रयोग करतात. जे पृथ्वीवर राहून करता येणार नाही अशा प्रकारचे हे संशोधन असते. त्यांनी कोणते प्रयोग करायचे हे ठरवून त्यासाठी आवश्यक अशी सामुग्री आणि उपकरणे त्यांच्याबरोबर स्पेस शटलमधून स्पेस स्टेशनावर पाठवली जातात.

अमेरिका आणि रशिया या देशांनी निरनिराळ्या कार्यक्रमांमधून इतर काही मित्र देशांच्या अंतराळवीरांनाही अवकाशात जाण्याची संधी दिली. १९८४ साली भारताचा राकेश शर्मा रशियाच्या सोयुझ मोहिमेतून अवकाशात फिरून आला. आतापर्यंत ४७ देशांचे सुमारे सातशे अंतराळवीर अवकाशात गेले आहेत, त्यातले काही दुर्दैवी अपवाद वगळता बाकीचे सगळे सुखरूप परत आले आहेत. अमेरिकेने सर्वात जास्त म्हणजे सुमारे साडेतीनशे अंतराळवीरांना अवकाशात पाठवले आहे, त्यात मूळ भारतीय वंशाच्या कल्पना चावला आणि सुनीता विल्यम्स या दोन महिला आहेत. रशिया आणि अमेरिकेनंतर २००३मध्ये चीन या तिसऱ्या देशाने स्वतःच्या यानामधून अंतराळवीरांना अवकाशात पाठवून परत आणले. २०२०पासून अमेरिकेतल्या स्पेसेक्स या खाजगी कंपनीने अनेक लोकांना अवकाशात पाठवून त्यांना स्पेस स्टेशनवर पोचवले. भारताच्या इसरोनेही मानवांना अंतराळात पाठवण्यासाठी गगनयान नावाची योजना आखली आहे आणि त्यासाठी काही अंतराळवीरांची निवड केली आहे. पुढील दोन तीन वर्षांमध्ये ही योजना कार्यान्वित होईल असा अंदाज आहे.

पृथ्वी आणि अंतराळ यात खूप फरक असतो. मुख्य म्हणजे अंतराळामध्ये वातावरण नसल्यामुळे तिथे आजूबाजूच्या हवेचा दाब किंवा तापमान नसते. अंतराळात सकाळ, संध्याकाळ आणि रात्र नसते, तिथे सतत तेजस्वी सूर्य तळपत असतो. एखादा उपग्रह पृथ्वीभोवती फिरत असतांना जेवढा वेळ तो पृथ्वीच्या सावलीत जातो तेवढा वेळ सोडला तर बाकीच्या वेळात त्याच्या सूर्याकडे असलेल्या भागावर प्रखर ऊन पडत असते. काही सूर्यकिरणांचे त्याच्यावरून परावर्तन होते तर काही किरण शोषले जातात. त्यांच्यामुळे त्या भागाचे तापमान वाढत जाते, पण उपग्रहाच्या सर्वच भागांमधून सतत अवकाशात ऊष्णतेचे उत्सर्जन चालले असल्यामुळे तो वेगाने अतीशय थंड होत असतो. यामुळे काही भागात काही वेळ खूप जास्त (शंभर अंशाहून जास्त) तापमान आणि इतर ठिकाणी शून्याच्याही खूप खाली(उणे अडीचशे अंशाच्याही खाली) तापमान अशी विषम परिस्थिती येत असते. उपग्रहाचे, यानाचे आणि स्पेससूटचे भाग बनवण्यासाठी जे धातू किंवा अधातू निवडले जातात त्यांचे गुणधर्म खूप जास्त किंवा खूप कमी तापमानातही स्थिर राहतील हे पाहिले जाते आणि त्यांचे प्रयोगशाळांमध्ये कसून परिक्षण केले जाते. काही उपकरणांना आणि नाजुक भागांना संरक्षक कवच लावले जाते, त्यांचे तापमान मर्यादेत राखण्यासाठी खास प्रकारची थर्मल कंट्रोल सिस्टम असते. उपग्रहामधील बहुतेक सगळी उपकरणे विजेवर चालणारी असतात. त्यांना विजेचा प्रवाह पुरवण्यासाठी विशिष्ट प्रकारच्या बॅटऱ्या ठेवलेल्या असतात आणि त्या बॅटऱ्यांना चार्ज करण्यासाठी मोठमोठी सोलर पॅनेल्स बसवलेली असतात. त्यामुळे उपग्रहांचे उपयुक्त आयुष्य वाढते, पण त्या उपकरणांमध्ये बिघाड झाला तर ती उपकरणे काम करत नाहीत. तरीही ते उपग्रह आपल्या कक्षांमध्ये फिरतच राहतात. त्यांना पृथ्वीवर परत आणले जात नाही.  मात्र अवकाशात काम करतांना त्या उपग्रहावर आणि त्यातल्या उपकरणांवर काय परिणाम होत असतो याचाच अभ्यास करण्यासाठी किंवा अशा प्रकारच्या संशोधनकार्यासाठी  काही उपग्रहांमध्येच त्यांना पृथ्वीवर परत आणण्याची व्यवस्था केली जाते, त्यांना वगळता इतर उपग्रहांना पृथ्वीवर परत आणण्याचे कुठलेही साधन नसते.

मानवाला अवकाशात पाठवल्यावर मात्र तो सुखरूपपणे परत येईल याची विश्वसनीय व्यवस्था केली जातेच. त्यासाठी इथून जातांनाच  परत येण्यासाठी लागणारी जास्तीची यंत्रसामुग्री त्यांच्या अंतराळयानांमध्ये ठेवावी लागते. उपग्रहांमधल्या निर्जीव यंत्रांना चालत राहण्यासाठी विजेखेरीज आणखी कशाची गरज नसते, पण माणसाला जिवंत राहण्यासाठी अन्न, पाणी आणि हवा यांची अत्यंत आवश्यकता असते. त्याला या गोष्टी अंतराळात मिळणे शक्य नसल्यामुळे पृथ्वीवरून उड्डाण करतांनाच त्या बरोबर घेऊन जाव्या लागतात. जमीनीवर आपण रोज स्वयंपाक करून ताजे अन्न खाऊ शकतो, तसे करणे अंतराळात शक्य नसते. त्या अंतराळवीरांसाठी पौष्टिक, रुचकर, सहज पचण्यासारखे आणि टिकाऊ असे विशिष्ट प्रकारचे अन्नपदार्थ मुद्दाम तयार करवून घेऊन त्यांना सोबत नेण्यासाठी दिले जातात. पृथ्वीवर राहणारा प्रत्येक माणूस रोज २ ते ३ लिटर पाणी पितो आणि स्वैपाक, आंघोळ, हातपाय आणि तोंड धुणे, कपडे धुणे आणि भांडी घासणे वगैरेंवर  कित्येक लिटर पाणी खर्च करतो. अंतराळवीरांना इतके पाणी घेऊन जाणे शक्य नसल्यामुळे ते तिकडे गेल्यावर असली कामे करतच नाहीत.

स्पेस स्टेशनसारख्या ठिकाणी जिथे अंतराळवीर दीर्घ काळ मुक्काम करून राहतात तिथे पाण्याचा पुनर्वापर करण्याची चोख व्यवस्था केलेली असते. माणसाने प्यायलेले बहुतेक सगळे पाणी श्वासोच्छ्वास, घाम आणि मूत्र यातून शरीराबाहेर पडत असते, तसेच इतर कारणांसाठी पाण्याचा थोडा उपयोग करावा लागतो, यातला थेंबनथेंब गोळा करून आणि शुद्ध करून पुन्हा वापरासाठी उपलब्ध केला जातो. यासाठी तिथे विशेष प्रकारची यंत्रसामुग्री ठेवावी लागते. स्पेस सेंटरसारख्या ठिकाणी साधारणपणे पृथ्वीवर असलेल्या वातावरणासारखीच हवा पुरवलेली असते, पण श्वासोच्छवासामधून निघालेला कार्बन डायॉक्साइड वायू बाजूला काढून प्राणवायूचा पुरवठा करत राहण्याची योजना केलेली असते. जे अंतराळवीर फक्त वर जाऊन परत येतात किंवा स्पेसवॉक करतांना अवकाशात जातात त्यांच्या स्पेससूटमध्येच प्राणवायू आणि नायट्रोजन वायू यांचे विशिष्ट प्रमाणातले मिश्रण पुरवले जाण्याची व्यवस्था असते.

अंतराळवीरांची अन्नपाणी व हवा यांची गरज भागवणे एवढेच पुरेसे नसते. पृथ्वीवर आपल्या शरीराला इथल्या वातावरणाचा दाब आणि तापमान यांची सवय असते.  अंतराळातल्या निर्वात पोकळीत आणि अतिशीत तापमानात मानवी शरीर तग धरू शकणार नाही. शरीराला सोसेल इतकाच शरीराच्या बाहेर असलेल्या हवेचा दाब आणि तापमान राहील याची विशेष काळजी स्पेस स्टेशन आणि स्पेससूटमध्ये  घेतली जाते. रक्ताभिसरण आणि अन्नपचन यासकट आपल्या शरीराच्या सगळ्या व्यवहारांवर पृथ्वीवरील गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम होत असतो . इथेही आपण नेहमी जमीनीवर उभे किंवा आडवे असतो, शीर्षासन करून फार वेळ राहू शकत नाही. अंतराळात जमीनच नसल्यामुळे काय उभे आणि काय आडवे? तिथे अंतराळवीर उभे, आडवे, तिरके, उफराटे अशा कुठल्याही पोजमध्ये तरंगत राहतात. तिथे तोल जाऊन खाली पडण्याची भीतीच नसते, पण त्यामुळे शरीराचा तोल सांभाळण्याच्या शरीराच्या नैसर्गिक क्रियेवर परिणाम होतो. अंतराळात असतांना शरीराचे वजन पायावर तोलले जात नसल्यामुळे पायांचे स्नायू कमजोर होत जातात. त्यांची शक्ती शाबूत ठेवण्यासाठी त्यांना विशेष व्यायाम करत रहावे लागते. तिथे गुरुत्वाकर्षणाच्या अभावी  रक्ताभिसरण आणि अन्नपचन वगैरेंमध्ये बाधा आल्यामुळे  उलट्या, डोकेदुखी, चक्कर येणे असे त्रासही होतात. सुनीता विल्यम्स आणि तिचे सहकारी यांना पृथ्वीवर परत आणल्यानंतर यानामधून बाहेर काढतांना स्ट्रेचरवर घेतले होते हे आपण व्हीडिओमध्ये पाहिले होते. अंतराळवीरांना खाली आल्यानंतर काही दिवस विशेष ट्रीटमेंट देऊन आणि व्यायाम करवून घेऊन पुन्हा आपल्या पायांवर उभे केले जाते. 

स्पेससूट या विशिष्ट प्रकारच्या पोशाखावरून अंतराळवीर लगेच ओळखला जातो. घातक ठिकाणी काम करणाऱ्या काही कामगारांना खास प्रकारचा ओव्हरऑल ड्रेस घावावा लागतो तो बाहेरच्या हवेमधील दूषित पदार्थ शरीरात जाऊ नयेत यासाठी असतो, पण अंतराळवीरांच्या शरीरामधील हवा किंवा पाणी बाहेरच्या निर्वात पोकळीत उडून जाऊ नये यासाठी त्यांना हा खास स्पेससूट घालावा लागतो. अंतराळामधील निर्वात पोकळी, तिथले प्रखर सूर्यकिरण आणि त्यामुळे होणारे विषम तापमान, अल्ट्राव्हायोलेटसारखे घातक किरण, मधूनच वेगाने उडत असलेल्या सूक्ष्म आकाराच्या उल्कांचे कण या सर्वांपासून बचाव करणे, श्वसनासाठी प्राणवायू पुरवणे, हातापायांच्या हालचाली करता येणे आणि मायक्रोफोन व स्पीकरमधून संपर्क साधता येणे हे मुख्य उद्देश  लक्षात घेऊन या स्पेससूटची रचना केली जाते.  त्यांचेही अनेक प्रकार असतात. (आकृति अंतराळवीर -४) फक्त यानामधून अंतराळापर्यंत जाऊन परत येण्यासाठी सुटसुटित सूट असतो, तर स्पेसवॉक करणे, अंतराळयानाच्या बाहेर जाऊन काही काम करणे किंवा चंद्रावर उतरणे यासाठी खूप जाडजूड सूट असतात. त्यात अनेक पदर (लेयर्स) असतात. सर्वात आतला मऊ कपडा शरीराला घट्ट बसतो तर सर्वात बाहेरचा कणखर कपडा सगळे धक्के सहन करणारा अभेद्य असा असतो. अंतराळवीराच्या शरीराला बाहेरच्या बाजूने हवेचा दाब मिळावा म्हणून त्याच्या श्वसनासाठी लागणारा प्राणवायूही त्याच्या पोशाखातच भरून ठेवलेला असतो, त्यामुळे तो टम्म फुगलेला दिसतो. अंतराळवीर या स्पेससूटमध्ये नखशिखांत झाकलेला असतो. त्याला समोरचे पहाता यावे यासाठी विशिष्ट प्रकारची अभेद्य अशी काच त्या पोशाखाच्या हेलमेटमध्ये बसवलेली असते.  

अंतराळवीरांना आधी सुमारे दोन वर्षे प्रशिक्षण दिले जाते. अंतराळात गुरुत्वाकर्षणाच्या अभावी होणारे त्रास सहन करता यावेत यासाठी अंतराळवीरांच्या ट्रेनिंगमध्ये त्यांना निरनिराळ्या यंत्रांमध्ये उभे, आडवे, वाकडे, तिकडे कसेही ठेवून वेगाने गरागरा फिरवून किंवा खाली वर करून गुरुत्वाकर्षणहीन अवस्थेचा सराव केला जातो. माणसाला एका संकुचित जागेत एकट्याने खूप वेळ राहणेही अवघड असते. यासाठी त्यांना स्पेससूटमध्ये तास न तास बसणे, उठणे, चालणे वगैरे क्रिया करून त्याची सवय करून घेतली जाते. त्यांना त्यांच्या यानाची समग्र माहिती दिली जाते. त्या यानाच्या प्रतिकृतीमध्ये बसवून तिथली सगळी उपकरणे कशी वापरायची याची सिम्युलेटरवरून प्रॅक्टिस करून घेतली जाते. या प्रवासात कोणत्या अनपेक्षित गोष्टी किंवा अपघात घडू शकतात हे सिम्युलेटरवर दाखवून  त्या वेळी काय करायचे हे प्रात्यक्षिकांसह शिकवले जाते. त्यासाठी आवश्यक तेवढे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान यातले विषयही थिअरॉटिकल शिक्षणात शिकवले जातात. त्यांच्याकडून रोजच सैनिकांसारखे भरपूर व्यायाम करून घेतले जातात. प्रत्येक उमेदवाराची शारीरिक, बौद्धिक आणि मानसिक क्षमता यांची कसून  तपासणी केली जात असते. जे उमेदवार या सगळ्या दिव्यांमधून तावून सुलाखून निघतील त्यांचीच प्रत्यक्ष उड्डाणासाठी निवड केली जाते. 

अवकाशातून परत येणारे यान नेमक्या जागी आणून उतरवता येईल अशी व्यवस्था स्पेस शटलसाठी केलेली असते. पण इतर सगळ्या यानांना तसे करता येत नाही. अवकाशात गेलेले अंतराळयान उपग्रहासारखे सतत पृथ्वीभोवती वेगाने फिरत असते. त्यावर अनेक छोटी छोटी रॉकेट इंजिने असतात. ती इंजिने सुरू केल्यावर त्यातून निघालेल्या वायूंच्या झोतांच्या प्रतिक्रियेने यानाचा वेग कमी केला जातो आणि ते पृथ्वीभोवती फिरत फिरतच वेगाने खाली येत राहते. ते पृथ्वीपासून काही अंतरावर येताच अवाढव्य आकाराची पॅराशूट्स उघडतात आणि हवेतून तरंगत समुद्रात कुठेतरी त्या यानाला उतरवतात. ते यान अंदाजे कुठे उतरेल हे त्याची गणिते करून ठरवलेले असते आणि अवकाशातून खाली यायला निघाल्यापासून त्याचे सतत बारकाईने निरीक्षणही चाललेले असते. त्या संभाव्य जागेच्या आसपास विशेष प्रकारची जहाजे समुद्रात फिरत ठेवलेली असतात. त्या जहाजांमधले लोक अंतराळवीरांच्या कॅपसूल्सना  मुख्य जहाजाकडे ओढून नेतात आणि तिथे त्या कॅपसूलचा दरवाजा उघडून प्रवाशांना जहाजावर घेऊन जातात. सुनीता विलियम्स आणि बॅरी विलमोर हे अंतराळवीर काही तांत्रिक कारणांमुळे स्पेस स्टेशनवर अडकून पडले होते. त्यांच्यासह चार अंतराळवीरांना स्पेसेक्सच्या ड्रॅगॉन कॅपसूलमधून पृथ्वीवर  आणले गेले.(आकृति अंतराळमानव -५) या सगळ्या प्रक्रियेचे उदाहरण टेलिव्हिजनवर सगळ्या जगाने पाहिले होते.  

एव्हरेस्ट शिखर किंवा दक्षिण ध्रुवावर जाण्याची अनावर ऊर्मी एखाद्या साहसी व्यक्तीच्या मनात निर्माण होते तेंव्हा ती व्यक्तीच त्यासाठी कोणकोणती साधने लागतील आणि किती खर्च येईल याची चौकशी करून सगळी जमवाजमवी करते आणि ते कार्य साध्य झाल्यावर त्याचे सगळे श्रेय तिलाच दिले जाते. अवकाशात जाणाऱ्यांची गोष्ट वेगळी असे. नासा, इस्रो किंवा तत्सम संस्था स्पेस प्रोग्रॅम आणि त्यासाठी लागणारे यान आणि रॉकेट्स  ठरवून ती तयार करून घेतात. त्या मोहिमेवर पाठवण्यासाठी अनेक उमेदवारांच्या शारीरिक, बौद्धिक आणि मानसिक अवस्थांच्या परिक्षा घेऊन त्यातून निवड करतात. त्यांना प्रशिक्षण देऊन तयार केलेल्या लोकांमधून अखेर अंतराळवीरांची निवड करून त्यांना अंतराळात पाठवले जाते. युरी गागारिन किंवा नील आर्मस्ट्राँग अशांच्या नावाला प्रसिद्धी मिळाली असली तरी त्यांना पाठवणाऱ्या यंत्रणांमध्ये काम करणारे अनामिक तंत्रज्ञ आणि शास्त्रज्ञ हेच त्यांच्या यशाचे खरे धनी असतात. 

आपणही एकदा अवकाशात जाऊन यावे अशी कुणाच्याही मनात कितीही तीव्र इच्छा असली तरी ती पूर्ण करता येण्याची कसलीही सोय पूर्वी नव्हती, पण या शतकात काही कंपन्यांनी अंतरिक्षाचे पर्यटन सुरू केले. (आकृति अंतराळमानव -६) अमेरिकन इंजिनियर आणि बिझिनेसमॅन डेनिस टिटो हा पहिला प्रवासी २००१ मध्ये सोयूझच्या यानातून अवकाशात जाऊन आला, तर अनौशेह अन्सारी नावाची इराणी अमेरिकन ही पहिली महिला प्रवासीसुद्धा सोयूझमधूनच २००६ मध्ये अवकाशात जाऊन आली. तिच्या आधी टिटोसह तीन पुरुष प्रवासी अवकाशात फिरून आले होते. या सगळ्या लोकांनी काही कोटी डॉलर्स खर्च करून ही यात्रा केली होती. नंतरच्या काळात अधिक कंपन्या या क्षेत्रात उतरल्या. स्पेसेक्सने तर स्वतःची याने आणि रॉकेट्स तयार करून हौशी प्रवाशांची वाहतूक सुरू केलीच, ते नासाच्या अंतराळवीरांची ने आण ही त्यांच्या यानातून करायला लागले. स्पेस स्टेशनवर अडकून पडलेले सुनीता विलियम्स आणि बॅरी विलमोर हे अंतराळवीर स्पेसेक्सच्या यानामधूनच परत आले. स्पेस स्टेशनपर्यंत जाऊन तिथून परत येण्यासाठी अजूनही कोट्यवधि डॉलर्स लागतातच, पण काही कंपन्यांनी फक्त पंधरा मिनिटात कार्मान लाइनच्या पलीकडे अवकाशात जाऊन परत येण्याच्या लहान सहली काढल्या आहेत, त्या काही लाख डॉलर्समध्ये करता येतील. त्यातून जाणाऱ्या यात्रेकरूंना कदाचित काळेभोर अवकाश, त्यात  एका बाजूला विलक्षण तेजस्वी सूर्य, तर इतर भागात असंख्य चांदण्याही चमकतांना दिसतील, तसेच सुंदर निळी वसुंधरा दुरून पहायला मिळेल. या सगळ्यांची तब्येत धडधाकट असणे आवश्यक असतेच, त्यांनाही आधी विशेष प्रकारचे थोडे ट्रेनिंगही घ्यावे लागतेच. अंतराळयान आणि अग्निबाण यांच्यावरील खर्च अवाढव्य असल्यामुळे अवकाशात जाणे हे अजूनही सामान्य माणसाच्या आटोक्यात नाहीच आणि नजीकच्या भविष्यात तशी शक्यता दिसत नाही.

या वर्षी २५ जून २०२५ रोजी अॅक्सियम मिशन ४ या मोहिमेतून भारताचा दुसरा अंतराळवीर ग्रुप कॅप्टन शुभांशु शुक्ला याने स्पेसेक्सच्या फाल्कन ९ या रॉकेटच्या सहाय्याने उडवलेल्या क्र्यू ड्रॅगन ग्रेस स्पेसक्राफ्ट या अंतराळयानामधून उड्डाण केले आणि त्याच्या तीन सहकाऱ्यांसह तो इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशनमध्ये जाऊन पोचला. तो भारताच्या इस्रोतर्फे अॅक्झियम ४ या आंतरराष्ट्रीय मोहिमेत सहभागी झाला होता आणि  त्याने दोन आठवडे आय एस एस मध्ये राहून अनेक प्रयोग केले. त्यानंतर हे अंतराळवीर त्याच यानात बसून पृथ्वीकडे परत आले आणि दि.१५ जुलै रोजी  अमेरिकेच्या सॅन डिअॅगोजवळ प्रशांत महासागरात उतरले. हे अभियान अॅक्सियम, नासा आणि स्पेसेक्स  या संस्थांनी संयुक्तपणे केले होते. यात अमेरिकेची पेगी व्हिटसन ही दीर्घ अनुभव असलेली अॅस्ट्रोनॉट या मिशनची कमांडर होती,  भारताच्या इस्रोचा शुभांशु शुक्ला हा पायलट होता आणि पोलंड व हंगेरी या देशातले सहप्रवासी अंतराळवीर होते. यापूर्वी भारत, पोलंड आणि हंगेरी या देशांचे एक एक अंतराळवीर पन्नास वर्षांपूर्वी रशियाच्या सोयुझ यानांमधून अंतराळात जाऊन आले होते, त्यानंतर अंतराळात जाणारे हे त्या देशांमधील दुसऱ्या क्रमांकाचे अंतराळवीर होते. शुभांशु शुक्ला याचे उड्डाण हे इस्रोसाठी त्यांच्या गगनयान प्रकल्पाचा  महत्वाचा भाग होता आणि त्याच्या अनुभवाचा उपयोग त्या मोहिमेतील अंतराळवीरांच्या प्रशिक्षणात तसेच त्या मोहिमेच्या आखणीत होणार आहे.  आणखी पाचदहा वर्षात भारताचे अनेक अंतराळवीर अवकाशात गेलेले दिसतील.

--------------------

नवग्रह ते उपग्रह

 

 सूर्य, चंद्र, मंगळ, बुध, गुरु, शुक्र, शनि आणि राहू, केतू या सर्वांना 'ग्रह' मानून या नऊ ग्रहांना मिळून नवग्रहांची पूजा केली जाते. या नवग्रहांचे एक स्तोत्र आहे, त्यात प्रत्येक ग्रहाची स्तुति करून त्यांना नमस्कार केला आहे. या स्तोत्रात असे लिहिले आहे की सर्व पापांचा नाश करणारा महातेजस्वी सूर्य हा कश्यप ऋषींचा पुत्र आहे, शंकराच्या मुकुटाचे भूषण असणारा चंद्र क्षीरसागराच्या मंथनातून जन्माला आला, विजेसारखी कांति धारण करणारा मंगळ हा ग्रह पृथ्वीच्या गर्भातून जन्माला आला आहे, अत्यंत रूपवान असा बुध हा चंद्राचा मुलगा आहे, सर्वज्ञ गुरु किंवा बृहस्पती हे सर्व देवांचे गुरु आहेत, दैत्यांचे गुरु असलेले शुक्र भृगु ऋषीचे पुत्र आहेत, काळपट निळ्या रंगाचा शनि हा सूर्य आणि छाया यांचा पुत्र आहे, चंद्र आणि सूर्य यांच्याशी लढणारा राहू हा सिंहिकेचा पुत्र आहे आणि सगळ्या तारका आणि ग्रह यांचा मुकुटमणी असलेला केतू महापराक्रमी आहे. या सगळ्या पुराणातल्या कथा हजारो वर्षांपूर्वी लिहिलेल्या आहेत आणि फारच कमी लोकांना त्या माहीत असतात. या कथांमध्ये या सगळ्या ग्रहांना माणसांसारखे शरीर आणि राग, द्वेष, प्रेम, मत्सर वगैरे गुणही दिले आहेत. म्हणून त्यांची स्तुति केली तर ते प्रसन्न होतात किंवा क्षमा करतात आणि कधी कधी ते रुष्ट होतात आणि शिक्षा करतात अशा कहाण्या आहेत. आकाशातले हे सगळे ग्रह पृथ्वीवरच्या घटना घडवून आणतात, इतकेच नव्हे तर प्रत्येक माणसाचे व्यक्तिमत्व, त्याचा स्वभाव, त्याचे नशीब वगैरे ठरवतात आणि त्याचा उत्कर्ष किंवा ऱ्हास घडवून आणतात असे ज्योतिष वर्तवण्यामधून सांगितले जाते आणि अनेक लोकांची त्यावर दृढ श्रद्धा असते. अनेक मोठ्या पूजाविधींचा भाग म्हणून आधी नवग्रहांची पूजा आणि शांत केली जाते.

यातल्या पहिल्या सात ग्रहांची नावे आठवड्यातल्या सात वारांना दिली आहेत. लोकांनी त्यातल्या प्रत्येक वारी एकेका ग्रहाचे आवर्जून दर्शन घ्यावे आणि त्याचा श्लोक म्हणून प्रार्थना करावी असा उद्देश त्याच्यामागे कदाचित असेलही. राहू आणि केतू हे अदृष्य किंबहुना काल्पनिक ग्रह असल्यामुळे त्यांचे दर्शन घेणे मात्र शक्यच नसते आणि त्यांच्या नावाचे वारही नाहीत. पुढील काळात देव म्हणून हे नवग्रह मागे पडले आणि त्यांच्या वारांवर वेगळ्या देवांची उपासना सुरू झाली. मग सोमवार शंकराचा, मंगळवार गणपतीचा, गुरुवार दत्ताचा, शुक्रवार अंबाबाईचा आणि शनिवार मारुतीचा झाला आणि त्या दिवशी या देवांच्या देवळात जाणे, त्यांची पूजा, आरती करणे वगैरे रूढ होत गेले.  सूर्य आणि चंद्र सोडला तर इतर ग्रह आकाशात केंव्हा आणि कुठे दिसतात हेच बहुसंख्य लोकांना माहीत नसते, त्यांना पहायची उत्सुकताही नसते आणि या ग्रहांना पहायचा प्रयत्नही ते करत नाहीत. त्यांच्या दृष्टीने हे फक्त एकदुसऱ्यांवर नजर ठेवून त्यांच्या कुंडलीतल्या घरांमधून भ्रमण करत असतात आणि त्याची फळे या लोकांना देत असतात.

जगभरातल्या निरनिराळ्या संस्कृतींमधील लोकांना दिवसभर आकाशात तळपणारा सूर्य, रात्रीच्या अंधारात थोडा उजेड देणारा चंद्र आणि रात्री आकाशात चमकणारे ग्रह व तारे यांच्याबद्दल प्राचीन काळापासून गूढ आणि भीतीयुक्त असा आदर वाटत आला आहे. जसे त्यांना भारतात देवता मानले गेले त्याचप्रमाणे ग्रीक आणि रोमन मायथॉलॉजीमध्येसुद्धा त्यांना मानाची स्थाने दिली आहेत.  हेलियस म्हणजे सूर्य हा सुद्धा रथामधून आकाशात फिरतो आणि पृथ्वीवरील प्रत्येक गोष्ट बारकाईने बघत असतो. त्यांच्या पुराणात चंद्राला सिलीन किंवा डायना असे सुस्वरूप स्त्रीरूप दिले आहे तसेच शुक्राला व्हीनस नावाची अत्यंत सुंदर देवता कल्पलेले आहे. गुरु म्हणजे ज्युपिटर हा सगळ्या देवांचा राजा आहे, तर मंगळ म्हणजे मार्स हा युद्धाचा देव आहे.  बुध हा देवांचा दूत तर शनि हा संपत्तीचा देव आहे. या सगळ्यांच्या निरनिराळ्या कुळकथा आणि आपसातली नातीगोतीही आहेत.

ख्रिश्चन धर्माच्या प्रसारानंतर त्या सर्वांचे देवपण नाहीसे झाले. त्यानंतर ग्रह आणि तारे हे परमेश्वराने तयार करून आकाशात फिरत ठेवलेले साधे गोल झाले. त्या धर्माच्या शिकवणीनुसार ईश्वराने हे सारे विश्व पृथ्वीवरील मनुष्यप्राण्यासाठी निर्माण केले असल्यामुळे सर्व तारे आणि ग्रह पृथ्वीभोवतीच फिरतात याबद्दल कोणाच्या मनात शंका नव्हती. साध्या नजरेला तसेच दिसते, हे सगळे ग्रह आणि तारे पूर्वेला उगवतांना आणि सगळ्या आकाशाला ओलांडून पश्चिमेला जाऊन मावळतांना दिसतात. टॉलेमीसारख्या प्रकांडपंडितांनी शेकडो वर्षांपूर्वी तसे निरीक्षण लिहून ठेवले होते आणि शेकडो वर्षे तसे मानले जात होते. त्या ग्रहताऱ्यांचे हे आकाशातले फिरणे पृथ्वीवरून कसे दिसते याचा मात्र अनेक पाश्चिमात्य विद्वानांनी बारकाईने अभ्यास केला होता. त्यासाठी त्यांनी आकाशातील इतर तारकांचे पुंज तयार करून त्यांना नावे दिली होती आणि त्याच्या संदर्भात हे ग्रह कसे फिरतात याचे निरीक्षण करून त्यावर ग्रंथ लिहिले होते. 

 आपल्या प्राचीन काळातील अनेक ऋषीमुनींनीही वर्षानुवर्षे खर्ची घालून आकाशातल्या अगणित तारकांचे खूप बारकाईने निरीक्षण केले आणि त्यांचा सूक्ष्म अभ्यास केला होता. त्यांनी मेष, वृषभ, मिथुन आदि बारा राशी आणि अश्विनि, भरणी यासारखी सत्तावीस नक्षत्रे यांची योजना करून संपूर्ण आकाशगोलाचा एक प्रकारचा नकाशा तयार केला होता आणि आर्यभट्ट व भास्कराचार्य यांच्यासारख्या विद्वानांनी त्यात मोलाची भर घातली होती. प्रत्येक राशी किंवा नक्षत्रामधली प्रत्येक चांदणी नेहमीच तिच्या स्थानावरच दिसते. पण मंगळ, बुध, गुरु, शुक्र आणि शनि हे पांच तेजोगोल मात्र आपापल्या गतीने स्वतंत्रपणे फिरतांना दिसतात हे पाहून त्यांना ग्रह हा वेगळा दर्जा देऊन देवपण दिले होते, तसेच त्यांनी त्यांच्या भ्रमणाच्या गती मोजल्या होत्या. आकाशातसुध्दा सगळेच काही दिसते तसेच नसते असे काही जुन्या विद्वान शास्त्रज्ञांनाही वाटले होतेच. “ज्याप्रमाणे अनुलोमगतीने जाणारा आणि नावेत बसलेला मनुष्य अचल असा किनारा विलोम जातांना पाहतो, त्याप्रमाणे लंकेमध्ये अचल असे तारे पश्चिम दिशेस जातांना दिसतात.” असे आर्यभटीयामधल्या एका श्लोकात लिहिले आहे. आणि  “प्रवह वायूकडून सतत ढकलला जाणारा सग्रह (ग्रहांसहित असा) भपंजर (तार्‍यांचे जाळे अथवा पिंजरा) (पूर्वेकडून) पश्चिमेकडे वाहून नेला जातो (किंवा तसा भास होतो).” असेही आर्यभटाने पुढच्या श्लोकात लिहिले आहे. पण त्यानंतरच्या काळात भारतीयांचा खगोलशास्त्राचा अभ्यास बहुधा खंडित झाला.

सोळाव्या शतकाच्या सुरुवातीच्या काळात पोलंड या देशात निकोलाय कोपरनिकस नावाचा एक विद्वान माणूस चर्चमध्ये सेवा करत होता. तो अत्यंत बुध्दीमान, अभ्यासू आणि चिकित्सक वृत्तीचा होता. त्याने इतर काही शास्त्रांबरोबर खगोलशास्त्राचाही छंद जोपासला होता आणि उपलब्ध ग्रंथांचा अभ्यास केला होता. पण प्रत्यक्ष केलेल्या निरीक्षणामधून त्याच्या चाणाक्ष नजरेला काही वेगळे दिसल्यामुळे त्यातल्या कांही गोष्टींबद्दल त्याच्या मनात शंका निर्माण झाल्या.  आपण स्वतःभोवती गिरकी घेतो तेंव्हा आपल्या आजूबाजूच्या स्थिर असलेल्या वस्तू आपल्याभोवती फिरत आहेत असे आपल्याला वाटते. त्याचप्रमाणे कदाचित हे तारे आपापल्या जागेवरच स्थिर रहात असतील आणि पृथ्वी स्वतःभोवती फिरत असली तर पृथ्वीवरून पहातांना आपल्याला मात्र ते तारे आकाशातून फिरतांना दिसत असतील असे होणे शक्य होते. अशाच प्रकारे स्वतःभोवती फिरत असतांना पृथ्वीचा जो अर्धा भाग सूर्याच्या समोर येत असेल तिथे दिवसाचा उजेड पडेल आणि उरलेला अर्धा भाग अंधारात असल्यामुळे तिथे रात्र असेल. असा विचार त्याने केला. त्यानंतर कोपरनिकसने सूर्य आणि ग्रह यांच्या आकाशातील भ्रमणासंबंधी वेगळा विचार केला. त्यांचे भ्रमण पृथ्वीवरून कसे दिसते याची माहिती एकमेकांशी जुळवून पाहिली, बरीच किचकट आंकडेमोड केली. बरेच प्रयत्न केल्यानंतर त्याला असे दिसले की जर पृथ्वी सूर्याभोंवती फिरत असली तर त्या ग्रहांच्या भ्रमणात बरीचशी सुसंगति आणता येते. त्याने हे गणितामधून सिध्द केले. पण तो हयात असेपर्यंत ही कल्पना सर्वमान्य होऊ शकली नव्हती. त्याच्या शंभर दोनशे वर्षांनंतर आलेल्या शास्त्रज्ञांनी कोपरनिकसच्या सांगण्याला खंबीरपणे उचलून धरले आणि सूर्यमालिकेचे बरोबर वर्णन केले.

मराठी काव्यांमध्ये शुक्रतारा किंवा शुक्राची चांदणी असे उल्लेख येतात. सर्वसामान्य माणसाला रात्रीच्या काळोखात आकाशात चमचमतांना दिसतात त्या सगळ्या चांदण्याच असतात, त्यातले ग्रह किंवा तारे एकमेकांसारखेच वाटतात. पण आकाशातल्या या सगळ्या गोलांचा शास्त्रीय अभ्यास केल्यानंतर पाश्चात्य शास्त्रज्ञांनी त्यांची स्टार्स, प्लॅनेट्स आणि सॅटेलाइट्स अशी वर्गवारी केली. या शब्दांचे मराठी भाषांतर करतांना त्यांना अनुक्रमे तारा, ग्रह आणि उपग्रह असी नावे दिली गेली. सूर्य हा एक तारा आहे. सगळे तारे स्वयंप्रकाशी आणि अजस्त्र आकाराचे असतात, त्यांच्या मानाने लहान आकारांचे असलेले गुरु, शुक्र, पृथ्वी यांच्यासारखे  ग्रह सूर्यासारख्या ताऱ्यांभोवती फिरत असतात आणि ग्रहांपेक्षाही लहान असे चंद्रासारखे उपग्रह या ग्रहांची प्रदक्षिणा करत असतात. 'तारा' आणि 'ग्रह' या आधीपासून मराठी भाषेत असलेल्या शब्दांना विज्ञानामध्ये विशिष्ट अर्थ दिले गेले आणि 'उपग्रह' हा एक नवा शब्द तयार केला गेला. विज्ञानाच्या भाषेत पहायला जाता नवग्रहांपैकी सूर्य हा एक तारा आहे, मंगळ, बुध, गुरु, शुक्र, शनि हे पाच ग्रह, चंद्र हा एक उपग्रह आणि राहू, केतू हे दोन काल्पनिक बिंदू असतात. गुरु आणि शनि यांच्यासारख्या मोठ्या ग्रहांभोवती फिरणारे त्यांचे अनेक उपग्रह आहेत पण पृथ्वीभोवती फिरत राहणारा चंद्र हा एकच नैसर्गिक उपग्रह आहे. 

 खाली जमीन आणि वर आकाश असेच सर्वसाधारणपणे समजले जाते. पक्षी आकाशात उडतात, ढग आकाशातून जातात आणि सूर्य, चंद्र व चांदण्याही आकाशातच दिसतात. पण विज्ञानाच्या भाषेत पृथ्वीच्या सभोवती असलेल्या वातावरणाच्या अंतिम थरापर्यंत आकाश पसरलेले आहे आणि त्याच्या पलीकडे असलेल्या अथांग निर्वात पोकळीला अवकाश, अंतराळ किंवा अंतरिक्ष म्हणावे असे सुमारे शंभर वर्षांपूर्वी ठरवले गेले. या दोघींमध्ये कोणतीही सीमारेषा नाही, ते एकमेकांशी सलगच आहेत. सर्व ग्रह आणि तारे पृथ्वीपासून खूप दूर अवकाशात असतात, पण मधली हवा आणि निर्वात पोकळी पारदर्शक असल्यामुळे आपल्याला ते आकाशातच दिसतात. विमाने आकाशात उडताना इंजिनांच्या शक्तीमुळे आणि पंखांच्या आधारे हवेवर तरंगत पुढे जात असतात त्यामुळे ती आकाशाच्या पलीकडे अवकाशाच्या हवारहित पोकळीत जाऊन उडू शकत नाहीत.

दुसऱ्या जागतिक महायुध्दानंतर विज्ञान व तंत्रज्ञानात, विशेषतः इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये विलक्षण वेगाने प्रगती झाली आणि रॉकेट्सची निर्मिती आणि त्यांचे नियंत्रण या क्षेत्रात कल्पनातीत घोडदौड झाली. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणावर मात करून रॉकेटला अवकाशात सोडणे आणि त्याच्या सोबत पाठवलेल्या उपकरणांनी अवकाशातून पाठवलेले संदेश पृथ्वीवर ग्रहण करणे शक्य झाल्यानंतर अंतरिक्षातून पृथ्वीकडे  पाहण्याची एक नवी दृष्टी मानवाला प्राप्त झाली आणि या दिव्यदृष्टीचा उपयोग करून घेऊन विश्वाची जास्त माहिती मिळवण्यासाठी प्रयत्न सुरू झाले. एकादी वस्तू अतीशय जास्त म्हणजे एस्केप व्हेलॉसिटीपेक्षा जास्त वेगाने अवकाशात दूरवर भिरकावून दिली तर ती पृथ्वीवर खाली न येता आपोआपच तिच्याभोवती फिरत राहील हे गणिताने सिद्ध केले गेले होते. आधुनिक काळातील शक्तिशाली रॉकेटसोबत काही वस्तूंना अवकाशात धाडून देणे शक्य झाले. अशा वस्तूंना कृत्रिम उपग्रह म्हंटले जाते.

दुसऱ्या महायुध्दानंतरच्या काळात यू एस ए (अमेरिका) आणि यूएसएसआर (रशिया) या महासत्तांमध्ये जागतिक वर्चस्वासाठी चुरस लागली होती. १९५८मध्ये अमेरिका एक कृत्रिम उपग्रह अवकाशात पाठवणार असल्याची चर्चा चालू असताना त्याच्या आधीच १९५७ साली रशियाने स्पुटनिक-१ हा पहिला मनुष्यनिर्मित उपग्रह अवकाशात सोडला. त्याच्या पाठोपाठ स्पुटनिक -२ या उपग्रहासोबत लायका नामक कुत्रीला अंतरिक्षात पाठवून दिले. अमेरिकेनेही थोड्याच दिवसांनी म्हणजे १९५८ साली एक्स्प्लोअरर -१ आणि व्हँगार्ड-१ हे उपग्रह एका पाठोपाठ सोडले. रशियाचा स्पुटनिक आणि अमेरिकेचा एक्स्प्लोअरर हे दोन्ही पहिले उपग्रह पृथ्वीभोवती सुमारे दोनतीनशे ते हजार दोन हजारपर्यंत किलोमीटर उंचीवरून लंबवर्तुळाकृति (एलिप्टिकल) कक्षेमध्ये फिरत होते. ते दर दीड दोन तासात एक म्हणजे रोज सुमारे बारा ते सोळा प्रदक्षिणा घालत होते. स्पुटनिक तसा साधा होता आणि जुजबी संदेश पाठवत होता, त्या मानाने एक्स्प्लोअररमध्ये संशोधनासाठी लागणारी बरीच उपकरणे ठेवली होती. हे दोन्ही उपग्रह काही काळ अंतराळात फिरत राहिल्यानंतर त्यांच्या बॅटरीज संपल्या आणि त्यांचे  संदेश पाठवणे थांबले. तरी ते उपग्रह पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालत राहिले होते. काही काळानंतर त्यांची गति मंद होत गेली आणि  ते हळूहळू पृथ्वीच्या कक्षेत येऊन नष्ट झाले.

 त्यानंतर इतर देशांनीही आपापले उपग्रह सोडणे सुरू केले आणि त्यांचे प्रमाण वाढतच चालले आहे. आज  शंभरावर देशांनी पाठवलेले सुमारे बारा हजार कृत्रिम उपग्रह वेगवेगळ्या कक्षांमधून पृथ्वीची प्रदक्षिणा करीत आहेत. या कार्यक्रमाची सुरुवात सरकारी प्रयोगशाळांनी केली होती आणि त्यांनी पाठवलेल्या उपग्रहांकडून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग मुख्यतः संरक्षण, हवामान, भूसर्वेक्षण आदि सरकारी विभागच करत असत. दूरचित्रवाणी, दूरध्वनी, आंतर्जाल वगैरे माध्यमातून आम जनतेसाठी संदेशवहनाचा उपयोग होऊ लागल्यानंतर त्या कामासाठी अनेक निमसरकारी आणि खाजगी क्षेत्रातल्या संस्था पुढे आल्या किंवा निर्माण झाल्या. त्यांच्या गरजेनुसार विशिष्ट प्रकारांचे उपग्रह तयार करणे आणि त्यांना अंतराळात नेऊन सोडणे हे काम व्यावसायिक तत्वावर होऊ लागले. त्यांची संरचना, आरेखन, निर्माण, उड्डाण वगैरे करण्यात स्वयंपूर्ण असलेले देश आजही कमीच आहेत. त्यात भारताचा समावेश होतो ही अभिमानाची गोष्ट आहे. 

"रोजचाच चंद्र आज वाटतो नवा नवा " असे प्रेमिकांना वाटत असले आणि रोज आकाशात दिसणारा चंद्र खरोखरच अल्पशा फरकाने नवा दिसत असला तरी तो  प्रत्यक्षात एकासारखा फक्त एकच आहे. हे सर्व कृत्रिम उपग्रह मात्र एकमेकाहून खूप वेगळे असतात. त्यांच्या उद्दिष्टानुसार त्यांची निरनिराळ्या प्रकारांनी वर्गवारी करण्यात आली आहे. संदेशवहन किंवा संवाद (Communication),  दिशादर्शन  (Navigation), पृथ्वीचे निरीक्षण (Earth Observation), तंत्रज्ञान विकास (Technology Development) आणि अवकाश विज्ञान (Space Science)  असे काही मुख्य गट आहेत. 

हे उपग्रह म्हणजे अंतरिक्षातून पृथ्वीकडे  पाहण्याची दृष्टी असे समजले जाते. या कामासाठी अत्यंत कार्यक्षम असा उच्च दर्जाचा कॅमेरा सर्वात महत्वाचा असतो. या कॅमेराने काढलेली चित्रे पृथ्वीवर पाठवण्यासाठी त्यांचे विद्युल्लहरींमध्ये रूपांतर करून त्यांना पृथ्वीकडे पाठवण्याची यंत्रणा पाहिजे. तसेच पृथ्वीकडून आलेले संदेश स्वीकारून त्यांची अंमलबजावणी करणे, त्यांना उत्तर देणे वगैरे गोष्टी त्या उपग्रहांनी करायच्या असतात. बहुतेक उपग्रह मनुष्यविरहित असतात. त्यामुळे ही कामे करणारी सक्षम अशी स्वयंचलित यंत्रणा असावी लागते. मुख्य म्हणजे हे सगळे वजनाने हलके आणि कमीत कमी जागा व्यापणारे असायला हवे. मिनिएचरायझेशनमध्ये झालेल्या अपूर्व प्रगतीमुळेच हे शक्य झाले आहे. बहुतेक उपग्रहांमध्ये अशी उपकरणे आणि यंत्रे मांडून ठेवण्यासाठी पॅनेल्स आणि त्यांना धरून ठेवणारा एक सांगाडा एवढ्याच गोष्टी असतात. या उपकरणांना चालवण्यासाठी आता मुख्यतः सौर ऊर्जेचा उपयोग केला जातो. त्यासाठी उपग्रहांवर मोठमोठी सोलर पॅनेल्स लावलेली असतात. विमानांना हवेमधून सुलभपणे उडण्यासाठी त्यांना पक्ष्यांसारखा प्रमाणबद्ध आणि एरोफॉइल्सने युक्त असा सुबक आकार देणे आवश्यक असते, पण अवकाशातल्या उपग्रहाचा आकार कसाही वाकडातिकडा असला किंवा त्यात अनेक कोपरे किंवा पसरट पृष्ठभाग असले तरी ते चालते, कारण तिथे हवेचा विरोध नसतो.

हे उपग्रह वेगवेगळ्या आकारांच्या कक्षांमधून पृथ्वीभोवती घिरट्या घालतात. कांही कक्षा वर्तुळाकार असतात, कांही थोड्या लंबगोलाकार असतात, तर कांही जास्त लंबवर्तुळाकार असतात. उपग्रहांच्या  कक्षा मुख्यतः तीन प्रकारच्या मानल्या जातात, एल ई ओ Low Earth Orbit , एम ई ओ Medium Earth Orbit  आणि जी ई ओ. Geostationary Orbit. पृथ्वीच्या जवळून फिरणाऱ्या एलईओ सॅटेलाइट्सना अवकाशात राहण्यासाठी प्रचंड वेगाने फिरून सुमारे दीड ते दोन तासात एक पृथ्वीप्रदक्षिणा पूर्ण करावी लागते, पण पृथ्वीपासून ३६००० किलोमीटर अंतरावर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणशक्तीचे बल क्षीण झालेले असल्यामुळे तिथे असलेला जीईओ उपग्रह सावकाशपणे म्हणजे पृथ्वीच्याच अंशात्मक वेगाने फिरू शकतो. मधल्या भागात फिरणारे उपग्रह पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण आणि उपग्रहाचा वेग या दोन्ही गोष्टींच्या परिणामांनुसार आपले पृथ्वीपासूनचे अंतर राखतात.

पृथ्वीपासून कुठल्याही ठराविक अंतरावर पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण स्थिर असते, पण तिथून जात असलेल्या उपग्रहाचा वेग कांही कारणांमुळे कमी होऊ शकतो. अत्यंत विरळ हवेतले कांही तुरळक अणु  त्याला धडकत असतात, तसेच त्याच्याकडून सूर्याचे प्रकाशकिरण शोषले जातांना किंवा ते त्याच्यावरून परावर्तित होतांना त्याला सूक्ष्म धक्का देतात हे कदाचित आपल्याला खरेसुध्दा वाटणार नाही. पण अशा कारणांनी त्याची गति मंदावते तेंव्हा तो हळूहळू पृथ्वीकडे ओढला जातो, पृथ्वीच्या जवळ येताच वातावरणाशी घर्षण होऊन तो ऊष्णतेमुळे नष्ट होतो किंवा टिकून राहिला तर पृथ्वीवर येऊन कोसळतो. उपग्रहाचे आयुष्य अमर्याद नसले तरी दीर्घ असते, पण त्यावर ठेवलेली उपकरणे काम करेनाशी झाली की त्याचे उपयुक्त आयुष्य संपते. त्यानंतर तो अंतराळातला निरुपयोगी कचरा होऊन जातो. त्याची विल्हेवाट कशी लावायची यावरही संशोधन चालले आहे.

उपग्रहाचे उद्दिष्ट आणि त्याने करायची असलेली कामगिरी यावरून त्याला कोणत्या कक्षेत ठेवायचे हे ठरवले जाते. पृथ्वीवरील जमीन, समुद्र, ढग, हवामान वगैरेंचे निरीक्षण आणि संशोधन करणारे उपग्रह लो अर्थ ऑर्बिटमध्ये असतात. ते निरनिराळ्या दिशांनी वेगवेगळ्या अंशात्मक कक्षांमधून फिरवता येऊ शकतात. जमीनीपासून फार जवळ असल्यामुळे एक उपग्रह एका वेळी पृथ्वीचा थोडाच भाग पाहू शकतो.  एकाच क्षणी जगाच्या निरनिराळ्या भागांमध्ये काय चालले आहे हे समजून घेण्यासाठी अशा उपग्रहांची साखळी तयार केली जाते. एकाद्या मोठ्या गोलाच्या जवळ जाऊन पाहिल्यास त्याचा जेवढा भाग दिसतो त्यापेक्षा दूर जाऊन पाहिल्यास त्याचा जास्त भाग दिसतो. त्याचप्रमाणे पृथ्वीपासून दूर असलेल्या कक्षेतील उपग्रह पृथ्वीच्या मोठ्या भूभागाशी संपर्क करू शकतात. सुमारे वीस हजार कि.मी.अंतरावरील कक्षांमध्ये फिरणारे उपग्रह दर बारा तासात एक प्रदक्षिणा घालतात. अशा उपग्रहांचा उपयोग  प्रामुख्याने नेव्हिगेशनसाठी होतो. या कारणाने जीपीएस सारख्या सेवा देणारे उपग्रह एमईओमध्ये ठेवले जातात. 

उपग्रहाला पृथ्वीपासून दूर असलेल्या कक्षेत पाठवण्यासाठी अधिक शक्तीशाली अग्निबाणांची आवश्यकता असते आणि लहान कक्षेत पाठवणे तुलनेने सोपे असते. कदाचित म्हणूनच सुमारे ८४% उपग्रह एलईओ मध्ये आहेत. त्यातले बहुतेक उपग्रह आकारानेही लहान आहेत. उपग्रहाने पृथ्वीवरून उड्डाण केल्यावर त्याला लगेच बरोबर आपल्या ठरलेल्या कक्षेत नेऊन ठेवणे अवघड असते. त्याला आपल्या कक्षेत राहण्यासाठी आवश्यक तितक्याच वेगाने भ्रमण करणेही गरजेचे असते. यासाठी जागा आणि वेग यात थोडीसी दुरुस्ती करण्यासाठी उपग्रहाबरोबर थ्रस्टर रॉकेट जोडलेले असतात. प्रत्येक उपग्रहाचे नियंत्रण जमीनीवरील नियंत्रण केंद्राकडून केले जात असते. उपग्रहांवरील थ्रस्टर रॉकेट इंजिने रिमोट कंट्रोलने सुरू किंवा बंद करता येतात. त्या योगे उपग्रहाचा वेग आणि कक्षा यात दुरुस्ती केली जाते.

जिओस्टेशनरी ऑर्बिटमध्ये ठेवलेले  संदेशवहनासाठी उपयोगात येणारे उपग्रह विषुववृत्ताच्या बरोबर वर सुमारे छत्तीस हजार कि.मी.अंतरावरून पृथ्वीच्या अक्षाभोवती पृथ्वीइतक्याच वेगाने  पूर्वपश्चिम दिशेने  फिरत असतात. असे तीन उपग्रह संपूर्ण पृथ्वीला कव्हर करू शकतात. पृथ्वीवरून पाहता ते एकाच जागी स्थिर असल्यासारखे दिसतात. ते कधीही उगवत नाहीत की मावळत नाहीत. त्यामुळे एका जागी स्थिर असलेल्या पृथ्वीवरील अँटेनावरून त्या उपग्रहांबरोबर संदेशांची सतत देवाण घेवाण करता येते.  दूरध्वनि (टेलिफोन), दूरदर्शन (टीव्ही), आंतर्जाल (इंटरनेट) अशा अत्यावश्यक सेवा या उपग्रहांमार्फत पुरवल्या जातात. सध्या सुमारे १२% उपग्रह या प्रकारचे आहेत. 

याशिवाय सनसिन्क्रॉनस नांवाचा एक प्रकार आहे. हे उपग्रह उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवावरून पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालतात. ते पृथ्वीच्या जवळून इतक्या वेगाने फिरतात की विषुववृत्तावरून निघून एक प्रदक्षिणा पूर्ण करून पुन्हा विषुववृत्तावर येण्यासाठी त्यांना जेवढा वेळ लागतो तेवढेच स्थानिक वेळेमधले अंतर असते. उदाहरणार्थ हा उपग्रह भारतावरून जात असतांना इथे दहा वाजले असतील तर हा उपग्रह एक फेरी मारून येतो तेंव्हा तो दुबईवर असतो आणि तिथे त्या वेळी दहाच वाजले असतात. हे उपग्रह उत्तरदक्षिण फिरतात तेंव्हाच पृथ्वी पूर्वपश्चिम फिरत असते त्यामुळे पृथ्वीचा संपूर्ण पृष्ठभाग त्यांच्या नजरेखालून जात असतो. वातावरणाच्या अभ्यासासाठी अशा उपग्रहांचा वापर केला जातो. याशिवाय इतर उपग्रहांचेच निरीक्षण करण्याचे काम कांही उपग्रह करतात तर कांही उपग्रह राष्ट्रीय संरक्षणासाठी लागणारी माहिती गोळा करतात. असे उपग्रह सर्वच प्रकारच्या कक्षांमध्ये असतात.

भन्नाट वेगाने अवकाशात सतत फिरत राहणारे हे उपग्रह चुकून एकमेकांवर आदळत असतील का असा प्रश्न पडणे साहजिक आहे. त्याचे थोडक्यात उत्तर असे आहे. अंतराळातील पोकळी अतिविशाल आहे. त्या मानाने उपग्रह आकाराने खूपच छोटे असतात. ते मोटारीसारखे कुठल्या संकुचित रस्त्यावरून दाटीवाटीने जात नसतात. प्रत्येक लहानशा उपग्रहाच्या  चारही बाजूंना आणि वर खाली खूप मोठी मोकळी जागा असते. त्यामुळे दोन उपग्रह एकमेकांना धडकण्याची शक्यता अतीशय कमी असते. विशाल अवकाशाच्या विस्तीर्ण आकारमानाचा विचार करता सध्या तरी उपग्रहांची संख्या तशी फार मोठी नाही. शिवाय कोणताही उपग्रह उडवायच्या आधीच तो कशा प्रकारचा उपग्रह आहे आणि त्याने कोणती कामगिरी करायची आहे हे ठरवून त्यानुसार त्याची वेगळी कक्षा ठरवलेली असते. ती ठरवतांना अंतराळात आधीपासून असलेल्या उपग्रहांच्या कक्षांचा विचार केला जातो. उपग्रहांचे नियंत्रण करणाऱ्या जमीनीवरील केंद्रामधून त्याच्यावर सतत लक्ष ठेवले जात असते. इथूनच उपग्रहावरील रॉकेट इंजिन चालवून त्याची कक्षा किंवा मार्ग किंचित बदलता येतात. एकाद्या उपग्रहाला टक्कर होण्याचा धोका दिसल्यास रिमोट कंट्रोलनेच रॉकेट इंजिन चालवून त्या उपग्रहाची जागा किंचित बदलून संभाव्य टक्कर टाळता येणे शक्य असते. सध्या त्याची सहसा गरज पडत नाही, पण भविष्यकाळात जसजशी उपग्रहांची संख्या वाढत जाईल आणि अवकाशातला कचराही वाढत जाईल तसतसा त्यांची आपसात टक्कर होण्याचा धोका वाढत जाणार आहे.

उपग्रहांची टक्कर होण्याची शक्यता अत्यंत कमी असली तरी प्रत्यक्षात अशा घटना घडून गेल्या आहेत. कॉसमॉस २२५१ नावाचा एक रशियन उपग्रह १९९३मध्ये उडवला गेला होता आणि  कालांतराने त्याचा उपयोग संपला होता, तरी तो त्याच्या कक्षेत फिरत राहिला होता. अमेरिकेतील इरिडियम सॅटेलाइट या कंपनीसाठी इरिडियम ३३ नावाचा एक उपग्रह १९९८मध्ये उडवला गेला होता आणि तो बरीच वर्षे काम करत होता. निष्क्रिय झालेला कॉसमॉस २२५१ हा रशियन संप्रेषण उपग्रह १० फेब्रुवारी २००९ रोजी इरिडियम ३३ या  सक्रिय व्यावसायिक संप्रेषण उपग्रहाशी आदळला होता. यातला एक उपग्रह उत्तर दक्षिण दिशेने आणि दुसरा पूर्वपश्चिम दिशेने पृथ्वीला फेऱ्या घालत होता तरीही योगायोगाने ते एकाच वेळी एका बिंदूवर आले आणि एकमेकांना धडकले ही आश्चर्य वाटण्यासारखीच गोष्ट घडली. हे दोन्ही उपग्रह तासाला हजारो किलोमीटर्स एवढ्या प्रचंड वेगाने जात असल्यामुळे या अपघातात त्यांचा चक्काचूर होऊन त्यांचे जवळ जवळ दोन हजार तुकडे अवकाशात इकडे तिकडे पसरले. या दुर्घटनेनंतर अवकाशातील सगळ्याच उपग्रहांवर शक्य तेवढे बारीक लक्ष ठेवले जात आहे आणि त्यांच्या धडकण्याची संभाव्यता दिसली तर धोक्याचा इशारा दिला जातो. 

लो अर्थ ऑर्बिटमधले काही निकामी झालेले जुने उपग्रह किंवा अवकाशातल्या कचऱ्याचे तुकडे पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे हळू हळू वातावरणात शिरून जळून जातात किंवा पृथ्वीवर येऊन कोसळतात. काही वर्षांपूर्वी अवकाशातले स्कायलॅब खाली जमीनीवर येऊन कोसळण्याची आणि त्यामुळे मोठे नुकसान होण्याची मोठी भीती सगळ्या जगाला पडली होती. अखेर ते समुद्रात कोसळले होते.  अशा प्रकारे अवकाशातला कचरा हळू हळू आपोआप थोडा कमी होत असला तरी त्याच्या वाढण्याचे प्रमाण खूप मोठे आहे. ते कमी करावे आणि आधीच जमलेला कचरा गोळा करून खाली आणावा किंवा तिथल्या तिथेच नष्ट करावा यावर संशोधन चालले आहे.  अवकाशातल्या एकाद्या निरुपयोगी झालेल्या उपग्रहाला मुद्दाम ठरवून ठोकण्याचे अनेक प्रयोगही लक्ष्यवेधी रॉकेट्सचा उपयोग करून यशस्वी रीत्या केले गेले आहेत. ते पाहता भविष्यकाळातली युद्धेसुद्धा स्टार वॉर्स या मालिकेत दाखवल्याप्रमाणे अवकाशात लढली जाण्याची शक्यताही नाकारता येत नाही.  तसे झाले तर त्याच्या क्रॉसफायरमध्ये अनेक इतर उपग्रहही सापडतील.

अंतराळातल्या विश्वाचे निरीक्षण करण्यासाठीसुद्धा या उपग्रहांचा उपयोग केला जातो. हबल टेलिस्कोप ही महाकाय दुर्बिण १९९० मध्ये पृथ्वीच्या जवळ म्हणजे सुमारे ६०० कि.मी.अंतरावर ठेवली आहे. ही दुर्बीण पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेर असल्यामुळे वातावरण अथवा मानवनिर्मित प्रकाश यांचा अडथळा येत नाही. त्यानंतर २०२१ मध्ये जगातली सर्वात मोठी, सर्वात महागडी आणि अत्याधुनिक अशी  वेब स्पेस टेलिस्कोप नावाची अगडबंब आकाराची दुर्बिण तयार करून ती अंतराळात पाठवून दिली आहे. पृथ्वीपासून चंद्र जितक्या अंतरावरून फिरत असतो त्याच्याही तीन चार पट पलीकडे एल2 नावाच्या एका बिंदूवर या दुर्बिणीला ठेवले आहे. लॅग्रेंज पॉइंट्स ही अवकाशातील अशी स्थाने आहेत जिथे दोन मोठ्या वस्तुमानांचे गुरुत्वाकर्षण बल केंद्रापसारक बलाचे (Gravity and Centrifugal Force) संतुलन साधतात जेणेकरून लहान वस्तू त्या जागी राहते. इंधनाचा वापर कमी करण्यासाठी आणि अवकाशयानाला त्यांचे स्थान कार्यक्षमतेने राखण्यास अनुमती देण्यासाठी अंतराळयाने या बिंदूंचा वापर करतात.  संशोधकांनी सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यामधल्या  अशा पाच जागा शोधून काढलेल्या आहेत. त्यापैकीच एक जागा L2 ही पृथ्वीपासून 15 लाख किलोमीटर अंतरावर आहे. पृथ्वी किंवा चंद्र यांची सावली तिथपर्यंत पोचत नाही. या जागेवर ठेवलेली ही दुर्बीण पृथ्वीच्या बरोबरच सूर्याची प्रदक्षिणा करते आणि अवकाशातील दूर दूर असलेल्या ताऱ्यांचे निरीक्षण करून सगळी माहिती पृथ्वीवर राहणाऱ्या शास्त्रज्ञांना पुरवते. पण ही दुर्बीण पृथ्वीभोवती फिरत नसल्याने कदाचित तिची गणना उपग्रहांमध्ये होणार नाही.

या लेखामध्ये फक्त मानवरहित उपग्रहांची माहिती दिली आहे. यूएसए  आणि यूएसएसआर यांच्यात चाललेल्या स्पर्धेमध्ये रशीयाने युरी गागारिन या अंतराळवीराला  १२ एप्रिल १९६१ मध्ये अंतराळात पाठवायचा विक्रम केला आणि त्याच्या पाठोपाठ अमेरिकेने ५ मे १९६१ला अॅलन शेफर्डला अंतराळात पाठवले. रशीया आणि अमेरिका या दोन्ही राष्ट्रांनी त्यानंतर अनेक अंतराळवीरांना अंतराळात पाठवून त्यांना सुखरूपपणे पृथ्वीवर परत आणले आहे. अंतराळात पृथ्वीभोवती फिरत राहणाऱ्या स्कायलॅबमध्ये राहून नेहमीच काही शास्त्रज्ञ संशोधन करत असतात. ते निरनिराळ्या बॅचेसमधून तिथे जात आणि परत येत असतात. 

 

वातावरण, आकाश आणि अवकाश

 वातावरण, आकाश आणि अवकाश

आपल्या आजूबाजूला सगळीकडे हवा असते, पण ती आपल्या डोळ्यांना दिसत नाही कारण ती पूर्णपणे पारदर्शक असते. तिच्यातून प्रकाशकिरण सहजपणे आरपार जातात. त्यामुळे आजूबाजूच्या जमीनीवरील झाडे, इमारती, माणसे, इतर प्राणी, हवेत उडत असलेले पक्षी वगैरे सगळ्या गोष्टींपासून निघालेले प्रकाशकिरण आपल्या डोळ्यांपर्यंत येऊन पोचतात आणि त्या आपल्याला दिसतात. अगदी दूर क्षितिजावर असलेले डोंगर तर दिसतातच, पण आकाशातले सूर्य, चंद्र आणि ग्रह तारे सुद्धा इथून दिसतात. हवा जशी प्रकाशकिरणांना विरोध करत नाही, तसेच ध्वनिलहरींनाही करत नाही, उलट ती स्वतःच त्यांना वाहून नेते. त्यामुळे आपल्याला दुसऱ्या माणसांचे बोलणे किंवा चिमण्याची चिवचिव ऐकू येते. पण या लहरी जसजशा दूर जातात तसतशा त्या क्षीण होत जातात आणि काही अंतराच्या पलीकडे त्या ऐकू येत नाहीत याचा अर्थ त्यांच्या वहनाला हवेचा विरोध असतो. आपण जेंव्हा जमीनीवरून चालत असतो तेंव्हा आपल्या चालण्यालाही ही वाटेतली हवा फारसा विरोध करत नाही, किंबहुना तिने केलेल्या अत्यंत सौम्य विरोधाची आपल्याला इतकी सवय झाली असते की आपल्याला तो जाणवत नाही. आपल्या डोळ्यांना हवा दिसत नाही  तसेच तिला रंग, वास किंवा चवसुद्धा नसते. त्यामुळे डोळे, नाक, कान, जीभ आणि त्वचा या आपल्या बाह्य ज्ञानेंद्रियांना तिच्या अस्तित्वाचे ज्ञान होत नाही. पण  जेंव्हा वारा सुटतो म्हणजे इकडची हवा तिकडे जायला लागते तेंव्हा तो वारा दिसत नसला तरी आपल्या शरीराला त्याचे अस्तित्व चांगले जाणवते. सोसाट्याचा वारा तर इकडच्या वस्तू उचलून तिकडे नेऊन टाकतो आणि त्याच्या घोंघावण्याचा आवाजही आपल्या कानांना ऐकू येतो. अशा वाऱ्याच्या विरुद्ध दिशेने चालण्यासाठी पायांना जास्त जोरही लावावा लागतो.

आपण वरच्या दिशेने पाहिले तर न दिसणारी हवाच हवा आणि त्याच्याशी सलग असे एक निळे आकाश दिसते. कुठेतरी पारदर्शक हवा संपते आणि तिच्या पलीकडे निळे आकाश सुरू होते असे आपल्याला वाटत नाही कारण मुळातच तसे काही नसतेच. सूर्याच्या प्रकाशाचे किरण हवेमधून पृथ्वीवर येत असतांना ते हवेत पसरतही असतात. ते होत असतांना त्यांचे किंचित पृथक्करण होऊन इतर रंगांचे काही किरण इकडे तिकडे जातात त्यामुळे अथांग आकाशाचा रंग निळा दिसतो. सूर्योदय किंवा सूर्यास्ताच्या वेळी आपल्याला याच आकाशात कुठे लाल तर कुठे केशरी रंगांच्या छटा दिसतात. पण त्याचा अर्थ तिकडची हवा किंवा आकाश सरड्यासारखे रंग बदलते असा होत नाही. ती पारदर्शक हवाच असते, पण तिच्यामधून येणारे सूर्याचे किरण रंगाचा खेळ खेळत असतात.

आपल्या जीवनासाठी श्वासोछ्वास अत्यावश्यक असतो. प्रत्येक श्वासात आपण आजूबाजूची थोडी हवा आपल्या फुफ्फुसात म्हणजेच शरीरात घेतो आणि उछ्वास करतांना ती पुन्हा बाहेर सोडतो. पण उंच पर्वतशिखरावर गेल्यास आपल्याला श्वास घेतांना त्रास होतो, कारण तिथली हवा थोडी विरळ असते, त्यामुळे तिचा दाब कमी असतो आणि प्रत्येक श्वासागणिक जेवढी हवा शरीराला मिळायला पाहिजे तेवढी ती मिळत नाही. ती मिळावी यासाठी माणूस जोरजोरात श्वास घेतो आणि त्याला धाप लागते, दम लागतो, कधी कधी चक्करही येते. पूर्वीच्या काळात वाहतुकीची साधने नसल्यामुळे सामान्य लोक अशा दुर्गम पर्वतशिखरांवर जातच नव्हते आणि कोणी धाडशी धडधाकट लोक गेलेच तर ते हळूहळू डोंगर चढून वर जाईपर्यंत हळू हळू विरळ होत गेलेल्या हवेची त्यांच्या शरीराला सवय होत जात असेल. त्याची माहिती इतर लोकांपर्यंत पोचत नसेल.

आपल्या आजूबाजूच्या हवेला एक दाब असतो हे पूर्वीच्या लोकांना माहीतही नव्हते. ही अदृष्य हवा वजनाने इतकी हलकी असते की वजनाच्या काट्यावर उभे राहून आपण दीर्घ श्वास घेतला आणि पूर्णपणे बाहेर सोडला तरी तो काटा तसूभरही जागचा हलत नाही. पण हवेलाही अत्यंत कमी असले तरी निश्चितपणे थोडे वजन असतेच. तरीही या  हवेचे एक प्रचंड ओझे आपण सतत आपल्या डोक्यावर आणि खांद्यावर वहात असतो आणि आपल्या अंगावर सतत सर्व बाजूंनी त्याचा मोठा दाब पडत असतो हे मात्र आपल्या  शरीराला सहसा जाणवत नाही. विमानात किंवा काही कारखान्यांमध्ये तिथल्या हवेचा दाब किंचित कमी किंवा जास्त ठेवलेला असला तर ते मात्र लगेच जाणवते.

सुमारे तीनशे वर्षांपूर्वी इव्हँजेलिस्ता तोरिचेली या इटालियन शास्त्रज्ञाने हवेच्या दाबाचा शोध लावला. हवेच्या दाबाच्या अस्तित्वाबद्दल तॉरिचेलीची खात्री पटली होती. आपण सगळेजण हवेने भरलेल्या एका विशाल महासागराच्या तळाशी रहात आहोत असे त्याने एका पत्रात लिहून ठेवले होते. समुद्राच्या तळाशी गेल्यावर जसा पाण्याचा प्रचंड दाब शरीरावर पडतो तसाच हवेचा दाब आपल्यावर सतत पडत असतो असे त्याने सांगितले होते. त्या काळातल्या इतर शास्त्रज्ञांना ती अफलातून कल्पना पटायची नाही. म्हणून हा शोध लोकांना पटवून देण्यासाठी त्याने हवेचा दाब मोजण्याचे वायुभारमापक (बॅरोमीटर) हे उपकरण तयार केले. 

त्यानंतर शास्त्रज्ञांनी हे उपकरण निरनिराळ्या ठिकाणी नेऊन तिथला हवेचा दाब मोजला. त्यात असे दिसले की समुद्रसपाटीवर तो सर्वात जास्त म्हणजे सुमारे 14.7PSI इतका असतो. यालाच १ बार असेही म्हणतात. समुद्रसपाटीवर प्रत्येक एक वर्ग सेंटिमीटर इतक्या लहानशा क्षेत्रफळावर उभ्या असलेल्या कांही किलोमीटर उंच अशा हवेच्या स्तंभाचे सरासरी वजन सुमारे एक किलोग्रॅम (1.01 Kg/sq.cm) इतके असते. सुमारे ७६ सेंटीमीटर पारा किंवा १० मीटर पाणी यांना तोलून धरण्यासाठी १०१ किलोपास्कल 101 kN/m2 (kPa) म्हणजेच 10.1 N/cm2 इतका  हवेचा दाब लागतो असे गणितातून सिध्द होते. समुद्रसपाटीपासून उंचावर जातांना हवेचा दाब हळू हळू थोडा थोडा कमी होत जातो. तो आल्प्स पर्वताच्या माथ्यावर सुमारे निम्मा आणि हिमालयाच्या एव्हरेस्ट शिखरावर तर तो फक्त एक तृतियांश बार इतकाच असतो.  हवा ऊष्ण झाली की प्रसरण पावते आणि थंड झाली की आकुंचन पावते यामुळे पृथ्वीवर सगळीकडेच हवेचा दाब थोडा कमीजास्त होतच असतो आणि त्यामुळेच वारे वाहतात. ठिकठिकाणी दर रोज होत असलेले हवामानातले बदल पाहून त्याची नोंद ठेवणे आणि त्यावरून हवामानाचा अंदाज वर्तवणे यासाठी जगभरातल्या सगळ्या सरकारांनी वेगळे हवामानखाते ठेवले आहे. 

जमीनीपाशी तर सगळीकडे हवा असतेच, या हवेत उंच उडणारे पक्षी आणि त्यांच्यापेक्षाही उंचावरील आभाळात वाऱ्याबरोबर पुढे पुढे सरकणारे ढग दिसतात. त्यातले काही ढग कमी उंचीवर असतात तर काही ढग खूप उंचावरून जात असतात. हे पक्षी, ढग आणि विमाने हवेमधूनच उडत असतात. आकाशात अमूक उंचीपर्यंत हवा पसरलेली आहे आणि तिच्यापुढे ती अजीबात नाही अशी स्पष्ट सीमारेषा नसते. जसजसे जमीनीपासून दूर जाऊ तसतशी ती अतीशय हळू हळू विरळ होत जाते.  ती आकाशात कुठपर्यंत पसरली आहे हे नजरेला दिसत नाहीच. मग जमीनीवरली हवा ढगांच्या पलीकडल्या अथांग आकाशात पार सूर्यचंद्र, ग्रहतारे यांच्यापर्यंत पसरलेली असते का? कदाचित नसेल असा विचार प्राचीन काळातल्या विचारवंतांच्या मनातसुध्दा आला असणार. कदाचित म्हणूनच या विश्वाची रचना ज्या पंचमहाभूतांमधून झाली आहे असे मानले जात होते त्यात पृथ्वी, आप (पाणी), तेज यांच्यासोबत वायू (हवा) आणि आकाश अशी दोन वेगळी तत्वे त्यांनी सांगितली होती.

आपल्याला न दिसणारी सगळी हवा इथून तिथून एकच असावी असे  वाटेल पण तीनशे वर्षांपूर्वीच्या शास्त्रज्ञांनी तिचा बारकाईने अभ्यास केला आणि त्यांना असे दिसले की त्यात अनेक वायूंचे मिश्रण असते. मग एकाने त्यातला प्राणवायु (ऑक्सीजन), दुसऱ्याने नायट्रोजन, तिसऱ्याने कार्बन डायॉक्साइड वगैरे वायूंना ओळखले तसेच त्यांना बाजूला काढून त्यांचे गुणधर्म तपासून पाहिले.  त्यावरून असे समजले की हवेमध्ये फक्त २१% असलेला प्राणवायूच आपल्या शरीराला हवा असतो. त्यानंतर गिर्यारोहण करणारे आपल्यासोबत ऑक्सीजनचे सिलिंडर घेऊन जायला लागले.   

समुद्रसपाटीपासून उंच गेल्यावर हवेचा दाब कमी होतो हे उपकरणांमधून समजल्यावर ती विरळ होत जात असावी हे ओघानेच आले. मग ती विरळ होता होता कुठे तरी संपून जाणार हे नक्की. हे शोध लागेपर्यंत पृथ्वीपासून चंद्र व सूर्य यांची अंतरे किती आहेत हे शास्त्रज्ञांना समजले होते. त्यांच्या मानाने पृथ्वीभोवती असलेला हवेचा थर अगदीच क्षुल्लक असतो. या हवेने पृथ्वीला सर्व बाजूंनी वेढलेले आहे, म्हणजेच आवरण घातले आहे या अर्थाने वातावरण हा शब्द योजला गेला. हे वातावरण तरी खालपासून वरपर्यंत सगळे एकच आहे का याचे संशोधन सुरू झाले. आधी फक्त लहान पर्वतांवर जाऊन तिथली हवा पाहता येत होती, मग ऑक्सीजन सिलिंडर घेऊन अधिक उंच शिखरांपर्यंत चढून जाणे शक्य झाले.  गरम करून हलकी झालेली हवा किंवा हैड्रोजनसारखा हलका वायू फुग्यांमध्ये भरून ते वेदर बलून्स आकाशात उंच उडवण्याचे प्रयोग झाले.  त्या फुग्याला जोडलेल्या पाळण्यात बसून शास्त्रज्ञ हवेत उंचावर जाऊन निरीक्षण करत किंवा तिथली हवा बाटलीत भरून खाली घेऊन येत आणि प्रयोगशाळेत  त्याची तपासणी करत असत. हवेचे तापमान आणि दाब यासारखे गुणधर्म मोजणारी आधुनिक  उपकरणे आली आणि ती माहिती जमीनीवरील केंद्रांकडे पाठवण्याची सोय झाल्यानंतर ती उपकरणे रॉकेटच्या सहाय्याने अधिकाधिक वर पाठवली जायला लागली. त्यांच्या सहाय्याने वातावरणातील उच्च पातळीवर असलेल्या हवेचे संशोधन केले जाऊ लागले.

या संशोधनामधून आता असे सिद्ध झाले आहे की आपल्या आजूबाजूचे वातावरण आणि त्याला सलग असलेले आकाश अथांग पसरलेले आहे असे वाटत असले तरी या हवेमध्ये एकावर एक असे निरनिराळे थर असतात. त्यांना विभागणारी सीमा नसते, ते एकमेकात बेमालूम मिसळलेले असतात. तिथली हवा एका थरामधून दुसऱ्या थरात सहजपणे ये जा करत असते, तरीही स्थूलमानाने असे स्थर सगळीकडे असतात.  शास्त्रज्ञांनी त्यांचा कसून अभ्यास केला आणि असे सांगितले की  पृथ्वीपासून फक्त काही अंतरापर्यंतच हवा असते आणि या वातावरणातही निरनिराळे थर असतात, तपांबर (Troposphere), स्थितांबर (Stratosphere ), मध्यांबर ( Mesosphere), दलांबर(Ionosphere),  ऊष्मांबर  (Thermosphere), बाह्यांबर(Exosphere) वगैरे (आकृति पहा). सर्वात खाली म्हणजे जमीनीला लागून असलेल्या टोपोस्फीअरची जाडी समुद्रसपाटीपासून ७ ते १६ किलोमीटर इतकी असते. एव्हरेस्ट शिखरासह हिमालयपर्वतसुद्धा याच थराखाली येतो. स्ट्रॅटोस्फीअरच्या वरच्या भागात ओझोनचा थर असतो तो सूर्यकिरणांमधील अतिनील (अल्ट्राव्हायोलेट) किरणांना शोषून घेतो, त्यामुळे आपले संरक्षण होते. 

हिमालयाचे सर्वोच्च शिखर एव्हरेस्ट, हे समुद्रसपाटीपासून ८,८४८ मीटर उंच आहे. त्यावरही विस्तारणारा पृथ्वीला सगळ्यात लगटून असलेला हवेचा थर म्हणजे तपांबर. सृष्टीच्या साहचर्याने तापणारे (तप) आकाश (अंबर) म्हणजे तपांबर. ह्या थराची उंची, पृथ्वीच्या धृवीय प्रदेशांवर ७ किलोमीटर पासून, तर विषुववृत्तीय प्रदेशांवर १६ किलोमीटरपर्यंत बदलती असते. ह्या थरात जसजसे उंचावर चढत जावे तसतसे तापमान कमी होत जाते. तापमान कमी होण्याचा सरासरी दर, सुमारे ६.५ अंश सेल्शस/किलोमीटर उंची, इतका असतो. ह्या थरातच वातावरणाचे ७५% वजन एकवटलेले असते. ह्या थरातच वातावरणातले ९९% पाणी आणि धूळ नांदत असतात. आपण सामान्यपणे ज्याला वातावरण म्हणतो, त्याची व्याप्ती ह्या थरातच सीमित असते. हवामानातील बहुतांशी बदल ह्या थरातच घडून येत असतात.

तपांबराच्या वरचा थर म्हणजे स्थितांबर. स्थितांबराच्या सर्वोच्च थरात ओझोन वायू असतो. सूर्याची उच्चऊर्जा अतिनील किरणे (High Enerfy Ultraviolet Rays) शोषून, तो प्राणवायूच्या अपसामान्य आणि सामान्य अशा दोन प्रकारांत विघटित होतो. म्हणून इथे तापमान घटत असते. त्याखालच्या थरांत, प्राणवायूचे हेच दोन्ही प्रकार मग अतिनील किरणे शोषून पुन्हा संघटित होतात. ओझोन निर्माण होतो. ह्या प्रयत्नात ऊर्जाविमोचन होऊन थराचे तापमान वाढते राहते. निसर्गतः आढळून येणारा बहुतांशी ओझोन इथेच निर्माण होत असतो. विविध तापमानांचे थर परस्परांत न मिसळून जाता ह्या भागांत स्थिरपद नांदत असल्यामुळेच ह्या थरास स्थितांबर म्हणतात. ह्या भागात हवेची घनता अत्यंत विरळ असते म्हणून, विमान-उड्डाणांना निम्नतम अवरोध होत असतो. म्हणून विमाने ह्याच थरातून उडवणे आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर ठरत असते. त्यामुळेच ती जास्तीत जास्त काळ ह्याच थरात राहतील असे उड्डाणांचे नियोजन केले जात असते.

तपांबराच्या सर्वात वरच्या भागात तापमान घटत असते, आणि स्थितांबराच्या खालच्या भागांत ओझोन निर्मितीपायी ते वाढते असते. सीमेवरील दरम्यानच्या थरात तापमानाचा घटता कल बदलून वाढता होत जातो. ह्या सीमावर्ती थरास तपस्तब्धी (Topopause) म्हणतात. कारण इथले तापमान कमी अधिक प्रमाणात स्थिरपद राहत असते.

स्थितांबराच्या वरच्या भागात ओझोनचे प्रमाण घटत जाते आणि मध्यांबरात तर ते नगण्यच होते. स्थितांबर आणि मध्यांबराच्या सीमावर्ती भागात हे घडून येते, त्या भागास स्थितस्तब्धी म्हणतात. बहुतांशी अतिनील किरणे स्थितस्तब्धीपाशीच अडतात. ती ओलांडून पृथ्वीकडे येत नाहीत.  मध्यांबराच्या वरचा भाग मध्यस्तब्धी म्हणून ओळखला जातो. मध्यांबर संपून उष्मांबर सुरू होण्यादरम्यानचा हा सीमावर्ती भाग असतो.

उष्मांबरात अवकाशातून येऊन पोहोचणारी अतिनील किरणे एवढी शक्तीशाली असतात, की त्या भागात अत्यंत विरलत्वाने आढळून येणार्‍या अणुरेणूंना ती अतिप्रचंड (हजारो अंश केल्व्हिन) तापमानाप्रत घेऊन जातात. मात्र इथे हवा एवढी विरळ असते की, सामान्य तापमापक तिथे ठेवल्यास त्यातून प्रारणांद्वारे होणारा ऊर्जार्‍हास इतका जास्त असतो की, त्या अणुरेणूंकडून तापमापकास वहनाद्वारे मिळणारी ऊर्जा नगण्य ठरून, तापमापक प्रत्यक्षात शून्य अंश सेल्शसखालील तापमान दर्शवतो.

मध्यांबर आणि उष्मांबर मिळूनच्या संयुक्त थरास दलांबर असेही एक नाव आहे. अणूचे मूलकीकरण (Ionisation) होते तेव्हा धन आणि ऋण दले (तुकडे) निर्माण होतात. अतिनील किरणांमुळे सर्वत्र होणार्‍या मूलकीकरणाचे पर्यवसान तेथील वातावरण धन आणि ऋण दलांनी भरून जाण्यात होते. म्हणून ह्या भागास दलांबर असेही म्हटले जाते.

उष्मांबर आणि दलांबर संपते त्याच्या वरच्या भागात पृथ्वीलगतचे सर्व पदार्थ (वायू) संपुष्टात येत जातात. ह्या संधीप्रदेशास उष्मास्तब्धी म्हणतात. अणुरेणूच न उरल्याने मग दलेही नाहीशी होतात. शिल्लक राहते ते निव्वळ अवकाश. अवकाशाची निर्वात पोकळी. ह्या भागाला बाह्य अवकाश किंवा बाह्यांबर असेही म्हटले जाते.

पृथ्वीपासून सुमारे १६० किलोमीटर उंचीनंतरच्या अधिक उंचीवर, वायूरूप पदार्थांचे अस्तित्वच एवढे विरळ होत जाते की, आवाजाचे वहन करू शकणार्‍या ध्वनीलहरी निर्माणच होऊ शकत नाहीत. अवकाश निःशब्द होत जाते. बाह्यांबर तर त्यामुळे, प्रायः नादविहीनच असते.

बाह्य अवकाशातून सरासरीने वर्षाला ४० टन उल्का पृथ्वीवर येऊन पडत असतात. जर वातावरणच अस्तित्वात नसते तर, दरसाल त्यांच्यापायी चिरडून मरणार्‍यांची संख्याही आपल्याला मोजावी लागली असती. मात्र वायुमंडलातील कमालीच्या उच्च तापमानातून त्यांना प्रवास करावा लागत असल्याने आणि पृथ्वीशी अधिकाधिक सलगी साधत असता वातावरणाशी होत जाणार्‍या वाढत्या घर्षणाने त्यांची वाफ होऊन जाते. अर्थातच वायुमंडल हे आपले सुरक्षा कवचच आहे. अतिनील किरणांपासूनचे, उल्कांपासूनचे, आणि विश्वकिरणांपासूनचेही. कारण विश्वकिरणांतील प्रचंड ऊर्जा वायुमंडलात शोषली जाऊन अवनीतलावर पोहोचता पोहोचता ती सुसह्य होऊन जात असतात.  असे आहे अवनीतलावरील सुरस वायुमंडल! आपले अद्भूत सुरक्षा कवच.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास आपली घरे, गावे, शहरे, शेते, डोंगर, नद्या, समुद्र वगैरे आपल्या ओळखीच्या या पृथ्वीवरच्या सगळ्या जागा या वातावरणाच्या तपांबर (Troposphere) या सर्वात खालच्या थरातच असतात. पृथ्वीचे वातावरण सुमारे पाचशे किलोमीटरपर्यंत पसरलेले असले, त्यात हा थर फक्त दहाबारा किलोमीटर इतकाच असला आणि त्याची घनताही कमी कमी होत गेलेली असली तरी पृथ्वीवरली बहुतेक सगळी हवा यातच असते. हॅलिकॉप्टर आणि पंख्यावर उडणारी (प्रोपेलर) विमाने या खालच्या थरातच उडू शकतात. अधिक वेगवान अशी आधुनिक जेट विमानेसुद्धा या थराच्या सीमेवरूनच उडतात. त्याच्यावर असलेले अत्यंत विरळ थर अप्रत्यक्षपणे आपले संरक्षण करत असले तरी आपल्या आयुष्यात कधीही त्यांचा थेट संबंध येत नाही.

कार्मन नावाच्या शास्त्रज्ञाने गणिताच्या आधारे असे दाखवले होते की कुठलेही शक्तिशाली विमान पृथ्वीपासून जास्तीत जास्त सुमारे शंभर किलोमीटरपर्यंतच म्हणजे तिसऱ्या थरापर्यंत उंच उडू शकेल , म्हणजे ते कितीही जास्त वेगाने गेले तरी या मर्यादेच्या पलीकडे असलेली अत्यंत विरळ हवा त्याचे वजन उचलून धरू शकणार नाही. 'कार्मन लाइन' या नावाने एक काल्पनिक सीमारेषा ठरवली गेली. अमर्याद अशा गोष्टींसाठी "स्काय ईज द लिमिट" असे म्हंटले जात होते, पण आता अशा प्रकारे स्काय म्हणजे आकाशाचीसुद्धा एक सीमारेषा ठरवली गेली. या रेषेच्या पलीकडे आकाश संपून अवकाश सुरु होते असे ढोबळपणे समजले जाते. पण ही काल्पनिक  मर्यादा मुख्यतः आंतरराष्ट्रीय कायदे आणि करारांसाठी आहे आणि तेही सर्व देशांनी मान्य केलेले नाहीत. प्रत्यक्षात आकाशात अशी सीमारेषा नसते, पण कुठलेही विमान इतक्या उंचीवर जात नाही आणि कुठलाही उपग्रह (सॅटेलाइट) या रेषेच्या आत फिरत नाही. 

वातावरणाच्या या सगळ्या थरांच्या पलीकडे अथांग अशी निर्वात पोकळी असते. (Outer space) ती अवकाश, अंतराळ, अंतरिक्ष या नावांनी ओळखली जाते. चंद्र, सूर्य, ग्रह, तारे वगैरे सगळे या अवकाशात असतात. कृत्रिम उपग्रहांनासुद्धा या अवकाशातच उडवले जाते.  या अवकाशात हवा नसल्यामुळे तिथून वर निळे आकाश दिसत नाही.  ती निर्वात पोकळी पूर्णपणे काळी कुट्ट असते आणि त्यातच कुठे अत्यंत प्रखर असा सूर्य आणि इतर भागांमध्ये जास्तच तेजस्वी चंद्र आणि चांदण्या सतत दिसतात. दिवस रात्र आणि पूर्वपश्चिम या सारख्या दिशा फक्त पृथ्वीच्या संदर्भात असतात. दूर अवकाशात गेल्यावर तिथे दिवसरात्र आणि सकाळसंध्याकाळ तर नसतातच, तिथी, वार, आठवडा, महिना, वर्ष यातले काहीही नसते, पूर्वपश्चिम उत्तरदक्षिण असा दिशाही नसतात. आपण तशा जीवनाची कल्पनाही करू शकत नाही.  

सर्वसामान्य माणसासाठी वातावरण आणि आकाश यातही काही अंतर नसते कारण ढग हवेत तरंगत असले तरी आभाळातच असतात आणि "घार हिंडते आकाशी", "आकाशी झेप घे रे पाखरा" वगैरे सगळी उड्डाणे हवेतच होत असतात. आपल्याला आकाश आणि अवकाश यातला फरकही समजू शकत नाही. अवकाशात दूर असलेले सूर्य, चंद्र आणि तारका आपल्याला आकाशातच दिसतात. 

विस्फोटके आणि रॉकेट्स

सुमारे हजार बाराशे वर्षांपूर्वी चिनी लोकांनी गनपावडर (बारूद किंवा स्फोटक दारू) तयार करण्याचा शोध लावला. कोळसा, गंधक आणि सॉल्टपीटर नावाचे खनिज यांना कुटून एकत्र करून त्यात थोडासा मधासारखा चिकट पदार्थ मिसळून त्याचे गोळे  केले तर ते एक प्रकारचे ज्वालाग्राही पदार्थ किंवा सौम्य विस्फोटक होतात. त्यांना पेटवले तर ते काडेपेटीतल्या काडीसारखे स्वतः लगेच भडकतात आणि दुसऱ्या पदार्थांना आगी लावू शकतात.

प्राचीन काळातले चिनी लोकसुद्धा ज्वालाग्राही आणि स्फोटक पदार्थांपासून तयार केले जाणारे फटाके आणि रॉकेट्स यांचा उपयोग गंमत, मनोरंजन आणि उत्सवातला जल्लोश यासाठी करत होते. त्याचे लोण युरोपियन लोकांमध्ये पसरले आणि ते लोक नववर्ष, ख्रिसमस यासारखे सण फटाके उडवून साजरा करायला लागले. आजसुद्धा नववर्षाचे स्वागत आणि स्वातंत्र्यदिवस अशा समारंभात असंख्य रॉकेट्स हवेत उडवून नेत्रदीपक असे फायरवर्क केले जाते. त्यातील रॉकेट्सचे अनेक भाग असतात आणि रॉकेट हवेत उंच उडल्यानंतर त्यांचे स्फोट होऊन रंगीबेरंगी चमकत्या कणांचा प्रचंड वर्षाव करतात. आपल्याकडेही आजकाल लग्नाची वरात असू दे किंवा गणपती किंवा देवीच्या मूर्तीच्या विसर्जनाची मिरवणूक असू दे त्यात भरपूर फटाके आणि रॉकेट्स हवेतच. दिवाळी तर आता मुख्यतः फटाक्यांचाच उत्सव झाला आहे.

 दिवाळीला उडवण्याच्या फटाक्याबद्दल कोणाला किती तांत्रिक माहिती असते? फटाक्याची वात पेटवून झटक्यात दूर व्हायचे कारण कोणत्याही क्षणी तो मोठ्याने धडाड्धुम् करेल आणि आपण जवळ असलो तर आपल्याला इजा होईल एवढेच सर्वांना माहीत असते. पण फटाक्याचा स्फोट क्षणार्धात का होतो ? फटाक्यामध्ये ज्वालाग्राही पदार्थाची ‘दारू’ भरलेली असते. पटकन पेट घेऊ शकणारे रासायनिक पदार्थ आणि ज्वलनासाठी आवश्यक असलेल्या प्राणवायूचा पुरवठा करणारी रासायनिक द्रव्ये त्यातच मिसळलेली असतात. त्यांच्या ज्वलनासाठी हवेतील प्राणवायूची आवश्यकता नसते. त्यामुळे वातीच्या जळण्यातून पुरेशी ऊष्णता मिळताच ते ज्वालाग्राही पदार्थ बंदिस्त जागेतसुध्दा पेट घेतात. त्यातून निर्माण होणाऱ्या ऊष्णतेने त्यातील आग लगेच पसरते आणि उपलब्ध असलेले सर्व स्फोटक द्रव्य जाळून टाकते. फटाक्यातली दारू बाहेर काढून त्यावर ठिणगी टाकली तर त्याचा भडका उडतांना दिसतो. यावेळी प्रखर असा जाळ भडकतो पण फारसा आवाज होत नाही किंवा स्फोट होत नाही. 

फटाक्याचा स्फोट घडवून आणण्याच्या दृष्टीने त्याची मुद्दाम खास प्रकारे रचना केलेली असते. त्यातील दारूला सर्व बाजूंनी कागदाच्या अनेक पापुद्र्यांचे घट्ट असे वेष्टण दिलेले असते. त्यामुळे आतल्या ज्वालाग्राही पदार्थांच्या ज्वलनातून निर्माण होणारे वायू लगेच त्या वेष्टणाबाहेर पडू शकत नाहीत आणि आत पुरेशी जागा नसते, यामुळे त्यांचा दाब निर्माण होतो, तसेच ज्वलनातून निर्माण झालेल्या ऊष्णतेने त्यांचे तापमान वाढत गेल्यामुळे त्यांचे आकारमानही वाढत जाते व त्यांचा दाब अधिकच वेगाने वाढत जातो. त्याचबरोबर वेष्टनाचा कागद आंतल्या बाजूने जळून कमकुवत होत जातो. ज्या क्षणी आतल्या वायूंचा दाब वेष्टणाच्या सहनशक्तीच्या मर्यादेपलीकडे जातो तेंव्हा ते कागदाचे वेष्टण टराटरा फाटून त्याच्या चिंधड्या उडतात आणि आत दबलेला अतिऊष्ण वायू सर्व बाजूंनी जोरात बाहेर पडतो. यामुळे हवेत मोठ्या लहरी निर्माण होतात. त्या ध्वनिरूपाने आपल्या कानांवर आदळतात. आतील वायू अतीशय तप्त झालेले असल्यामुळे त्वचेच्या संपर्कात आल्यास ते तिला भाजून काढतात.

आपल्याला हवा तेंव्हा फटाक्याचा स्फोट करता यावा यासाठी त्याला एक वात जोडलेली असते. ती वात एका ज्वालाग्राही पदार्थात भिजवलेली असते आणि मुख्य फटाक्याच्या मानाने ती हळूहळू जळते यामुळे आपल्याला दूर पळायला अवधी मिळतो. पेटवलेली वात जळत जळत फटाक्याच्या अंतर्भागात जाऊन ठिणगी टाकण्याचे काम करते. ही ठिणगी पडताच आतील रासायनिक पदार्थांचा भडका उडून स्फोट होतो. फटाक्यात निर्माण झालेली ऊर्जा वेष्टणाच्या आत साठत जाते आणि एकदम क्षणार्धात बाहेर येते. त्यालाच स्फोट म्हणतात. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास ज्वलनातून निर्माण झालेली ऊर्जा कांही मर्यादेपर्यंत साठवून ठेऊन एकदम तिचा बाहेर पडण्याचा मार्ग मोकळा करून देणे हे विस्फोट घडवण्याचे मर्म असते. मग तो फटाका असो, सुरुंग असो किंवा बाँब असो. फटाक्याचा उद्देश फक्त एका प्रकारची धमाल करणे एवढाच असतो, सुरुंगाचा उपयोग कठीण असे खडक फोडण्यासाठी होतो आणि बाँबस्फोटांमागे विध्वंसक कृत्य करण्याची भावना असते. पण तीन्हींचे मुख्य स्वरूप समानच असते. त्यांमधील विस्फोटक द्रव्ये, त्यांचे कवच आणि त्यांना कार्यान्वित करणारी फ्यूज यांचे मात्र अनंत प्रकार निघाले आहेत.

स्फोटांमधून निर्माण होणाऱ्या ऊर्जेचा जेंव्हा कांही विशिष्ट कामासाठी उपयोग करायचा असतो तेंव्हा तिच्या बाहेर पडण्याच्या मार्गाला एक विवक्षित दिशा दिली जाते. तोफा, बंदुका वगैरेंमध्ये दारूच्या ज्वलनातून निर्माण झालेल्या ऊष्ण आणि उच्च दाबाच्या वायूंना त्या आयुधांच्या जाडजूड नलिकेमधून बाहेर पडण्याचा एकच मार्ग असतो व त्या मार्गावर तोफेचा गोळा किंवा बंदुकीची गोळी ठेवलेली असते. स्फोटानंतर वेगाने बाहेर पडणारे वायू तिला जोराने बाहेर ढकलतात. सुरुवातीला नलिकेतून जातांना तिला जी दिशा मिळते त्याच दिशेने ती वेगाने बाहेर प़डते आणि दूरवर जाते. रॉकेटमधले तप्त वायू खालच्या दिशेने बाहेर पडतात आणि या क्रियेच्या प्रतिक्रियेमुळे रॉकेट वरच्या दिशेने आकाशात झेपावते. विमानांच्या जेट इंजिनातून तप्त वायू मागे फेकले जातात त्यामुळे विमान पुढे जाते. रॉकेटमधील इंधन अतीशय वेगाने लवकर जळते आणि जेट विमानाच्या इंजिनात ते बराच काळ थोडेथोडे जळत असते एवढा फरक त्या दोघात असतो. कार किंवा स्कूटरच्या इंजिनातसुध्दा ठराविक कालांतराने थोडे थोडे इंधन कार्ब्युरेटरद्वारे आत टाकले जाते आणि स्पार्क प्लगने दिलेल्या ठिणगीमुळे त्याचा स्फोट होऊन इंजिनाचा दट्ट्या (पिस्टन) पुढे ढकलला जातो. तो एका चाकाला जोडलेला असल्याने ते चाक स्वतः फिरते आणि गिअर्सच्या माध्यमातून गाडीची चाके फिरवते.

अशा प्रकारांनी विस्फोटांचा उपयोग विधायक कामासाठी केला जातो. इंजिने आणि टर्बाईन्समध्ये जळणाऱ्या इंधनांतून निर्माण होत असलेली ऊर्जा कामाला जुंपली जाते तर अणुभट्ट्यांमध्ये सूक्ष्म अणूंच्या विघटनांतून ती ऊर्जा मिळते. दोन्ही ठिकाणी निदान अणुरेणूंच्या पातळीवर इस्कोट होतच असतो. आज जे यंत्रयुग आपण पाहतो त्याची वाटचाल इंधनाच्या स्फोटांवर नियंत्रण ठेवता येण्याच्या मानवी कौशल्यातूनच होत आली आहे असेही म्हणता येईल. आणि अखेरीस हे स्फोटच त्याच्या विनाशाला कारणीभूत ठरेल की काय अशी भीतीसुध्दा सर्वांच्या मनात आहे.

चिनी लोकांचे गनपॉवडर तयार करायचे तंत्र मंगोलांच्या मार्फत मध्य आशियातल्या तुर्क लोकांना मिळाले आणि त्यांच्याकडून ते युरोपियन लोकांनी शिकून घेतले. पुढील काळात त्यांनी त्यात इतर निरनिराळ्या ज्वालाग्राही रसायनांची भर घालून त्यातून अधिकाधिक विध्वंसक दारूगोळे बनवले, तसेच निरनिराळ्या धातूंच्या तोफा आणि बंदुका तयार केल्या आणि त्यांचा उपयोग करून दूरवर जोरदार मारा करण्याचे तंत्र विकसित होत गेले. अशा नव्या प्रकारच्या शस्त्रांचा उपयोग करून  आक्रमकांनी अनेक लढाया जिंकल्या आणि आपल्या सत्ता दूरवर पसरवल्या. 

धनुष्यातून सोडलेल्या बाणासारखे रॉकेटसुद्धा  सूँ SSSSS करत वेगाने सरळ समोर झेपावते आणि ते अग्नीच्या बलाने जाते म्हणून  रॉकेट या शब्दाला 'अग्निबाण' हा मराठी प्रतिशब्द दिला गेला असावा. पण खरे तर इंग्लिश भाषेतला रॉकेट हा शब्दच आजकाल अधिक प्रचलित आहे. अग्निबाणांचा किंवा रॉकेट्सचा उपयोग मुख्यतः तीन प्रकारे केला जातो, १.मनोरंजन, २.आयुध, ३.वाहन. या प्रकारांचा इतिहास आणि त्यात होत गेलेली प्रगति यांचा थोडक्यात आढावा घेण्याचा प्रयत्न या लेखात केला आहे.

विमानाचा शोध फक्त शंभर-सव्वाशे वर्षांपूर्वीच लागला असला तरी रॉकेटचा इतिहास खूप जुना आहे. चिनी लोकांनी तयार केले गनपॉवडरचे गोळे बाणाला लावून धनुष्यामधून सोडता येणारे फायर अॅरोज (अग्निबाण?) आणि भाल्याला बांधून फेकता येणारे फायर लान्सेस तयार करून त्यांचा काही युद्धांमध्ये उपयोग करण्यात आला. (आकृति -१) बांबूमध्ये किंवा नळकांड्यांमध्ये हे मिश्रण भरून उडवता येणारी रॉकेट्सही तयार झाली आणि काही प्रमाणात वापरली गेली. पण ती कदाचित मनोरंजनासाठीही  असावीत.

(आकृति - २) दिवाळीतल्या फटाक्यांमधले रॉकेट हे आपल्या ओळखीचे असणारे रॉकेटचे प्राथमिक रूप असते. त्यात भरलेल्या दारूमध्ये ज्वलनशील पदार्थ आणि प्राणवायूचा पुरवठा करणारी रसायने यांचे मिश्रण असते. या रॉकेटची वात पेटवल्या नंतर वातीमधून ती आग या मिश्रणापर्यंत जाते आणि त्याचे क्षणार्धात ज्वलन होऊन त्यातून कार्बन डायॉक्साइड, सल्फर डायॉक्साइड यांच्यासारखे खूप आकारमान असलेले वायुरूप पदार्थ तयार होतात. रॉकेटच्या छोट्याशा पण भक्कम अशा पुठ्ठ्याच्या नळकांडीमध्ये ते कोंडले गेल्यामुळे त्यांचा दाब वाढत जातो. नॉझलच्या अरुंद वाटेने या वायूंचा झोत वेगाने बाहेर पडतो आणि त्याची प्रतिक्रिया त्या रॉकेटला विरुध्द दिशेने म्हणजेच वरच्या बाजूला वेगाने फेकण्यात होते. रॉकेटला जोडलेल्या लांब काडीमुळे त्याला एक दिशा मिळते आणि त्या दिशेने तो वर उडतो आणि हवेत झेपावतो. साध्या फटाक्यामध्ये या वायूला बाहेर पडायला वाट न मिळाल्यामुळे त्याचा दाब वाढत जातो आणि कागदी कवचाच्या चिंध्या उडवून तो बाहेर पडतो. त्याचा मोठा धमाका होतो. आजकाल मिळणाऱ्या रॉकेटांची रचना विशिष्ट प्रकाराने केलेली असते. त्यात अनेक कप्पे असतात. सर्वात खाली ठेवलेला कप्पा रॉकेटला उंच उडवतो. आकाशात गेल्यानंतर इतर कप्प्यातील स्फोटकांचा स्फोट होतो, त्याचा मोठा आवाज येतो आणि त्या कप्प्यात ठेवलेली रंगीत भुकटी पेट घेऊन सगळ्या बाजूंना पसरते. यामुळे आकाशातून रंगीत ठिणग्यांची असंख्य फुले पडत असल्याचे मनोहर दृष्य  दिसते.

युरोपमधल्या पुनर्जागरणाच्या काळानंतर (Renaissance) तिथे विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रांमध्ये प्रचंड वेगाने प्रगति झाली, अनेक प्रयोगशाळा आणि कारखाने सुरू झाले आणि त्यात निरनिराळे धातू, मिश्रधातू, रसायने वगैरे गोष्टी मोठ्या प्रमाणावर तयार होऊ लागल्या. त्यातून तयार होत गेलेल्या अधिकाधिक शक्तिशाली आयुधांमुळे त्यांचे सैनिकी सामर्थ्य वाढत गेले. काही युरोपियन लोकांनी रॉकेट्सही तयार केली आणि ते आपापसामधल्या युद्धांमध्ये त्यांचा वापर करत राहिले. अमेरिकन स्वातंत्र्यसैनिकांनी ब्रिटिश सैन्याविरुद्ध केलेल्या स्वातंत्र्ययुद्धामध्ये दोन्ही बाजूंनी रॉकेट्सचा उपयोग  केला गेला होता. मैसूरचा सुलतान हैदर अली आणि त्याचा मुलगा टिपू सुलतान यांनी भारतीय बनावटीची रॉकेट्स तयार केली, त्यात लोखंडाच्या नळकांडीमध्ये गनपावडर भरलेले असे. इंग्रजांच्या विरुद्ध झालेल्या लढायांमध्ये त्यांचा वापर केला गेला. (आकृति -३)

 दुरून सोडलेल्या आणि अचानक जवळ येऊन पडून भडकणाऱ्या या रॉकेटची आग आणि स्फोटाचा मोठा आवाज यामुळे शत्रूच्या सैन्यातले हत्ती, घोडे घाबरून बिथरत आणि इकडे तिकडे पळायला लागत, त्याच वेळी मुख्य सैन्याने त्यांच्यावर हल्ला चढवला तर ते ती लढाई  जिंकू शकत. अशा प्रकारे रॉकेट्सचे काम मुख्य सैन्याला सहाय्य करण्याचे असे. पण रॉकेट्स तयार करायला खूप सामुग्री लागते, त्याला बराच खर्च येतो आणि रॉकेट एकदा उडवले की नष्ट होऊन जाते, ते पुन्हा वापरता येत नाही, त्याचा मारा अचूक नसतो. अशा कारणांमुळे पूर्वीच्या काळात त्यांचा उपयोग केला तरी तो मर्यादित प्रमाणावर केला जाऊ शकत असे. पहिल्या महायुद्धाच्या काळापर्यंत बहुतेक युद्धांमध्ये रॉकेट्सपेक्षा तोफांचाच जास्त वापर केला जात असे. त्यानंतर रॉकेटच्या शास्त्रात खूप प्रगति झाली असल्यामुळे अलीकडल्या लढायांमध्ये मात्र रॉकेट्सचे सुधारलेले रूप असलेले मिसाइल्स हे मुख्य शस्त्र झाले आहे.

बंदुका, तोफा आणि रॉकेट्स या गनपॉवडरसारख्या विस्फोटकांचा उपयोग करून चालवायच्या  तीन्ही शस्त्रांचा उपयोग दुरून शत्रूवर मारा करण्यासाठी केला जातो. त्यांचा पल्ला आणि विध्वंस करण्याची क्षमता यात मोठा फरक असतो. या तीन्हींमध्ये सुधारणा होतच गेल्या आणि अजून होत राहिल्या आहेत. एका वेळी एकच गोळी मारणाऱ्या बंदुकांच्या जागी धडाधडा गोळ्या मारणाऱ्या मशीनगन्स आल्या. अधिकाधिक दूरवर मारा करून प्रचंड विध्वंस करणाऱ्या तोफा तयार होत गेल्या, तसेच रॉकेट्सच्या बाबतीत क्रांतिकारक बदल होत गेले. युद्धात डागलेले तोफांचे गोळे किंवा रॉकेट्स यांचा मारा करतांना ते जिथे पडतील तिथे विध्वंस करू शकतात, पण युद्धात जिंकलेला प्रदेश आपल्या ताब्यात घेण्यासाठी किंवा आक्रमकांना रोखण्यासाठी तिथे सैनिकांनीच लढायला पाहिजे. त्यांच्यासाठी बंदुका बाळगणे अपरिहार्य असते. तोफेच्या नळीतून गोळा बाहेर फेकण्यासाठी त्या नळीतच स्फोटकांचा स्फोट होऊन खूप मोठा दाब निर्माण होतो, त्या धक्क्याने एका दिशेने गोळा दूरवर फेकला जातो तर तोफेलासुद्धा मागे ढकलणारा तितकाच मोठा धक्का बसतो. तो रिकॉइल सहन करण्यासाठी तोफ खूप जाडजूड आणि वजनदार केलेली असते. किल्ल्यांवर संरक्षणासाठी ठेवलेल्या तोफा एका जागी ठेवलेल्या असतात, पण रणांगणावर नेण्यासाठी त्यांना एक मजबूत गाडा पाहिजे. पूर्वीच्या काळात त्यांना ओढून नेले जात असे. पहिल्या महायुद्धाच्या काळात त्यासाठी रणगाडे तयार करण्यात आले. दोन्ही महायुद्धांमध्ये त्यांचा भरपूर उपयोग केला गेला आणि आजसुद्धा सैन्याची मारक क्षमता वाढवण्यासाठी अधिकाधिक अद्ययावत असे रणगाडे तयार केले जात आहेत. पण ते मुख्यतः फक्त जमीनीवरील लढायांसाठी उपयुक्त असतात. 

रॉकेटच्या आतच स्फोटकांचा स्फोट होऊन त्यात जो वायूंचा दाब निर्माण होतो त्यामुळे एका दिशेने त्या वायूचा झोत बाहेर पडतो आणि त्याच्या उलट दिशेने ते रॉकेट फेकले जाते. ते रॉकेट ज्या वाहनावर ठेवलेले असते त्याला ते फार मोठा झटका देत नाही. या कारणामुळे  रॉकेट हे शस्त्र सैन्य, नौदल आणि हवाईदल या तिघांसाठी उपयुक्त ठरू शकते.(आकृति-४) जसा जमीनीवरील काही युद्धांमध्ये रॉकेट्सचा उपयोग केला गेला होता त्याचप्रमाणे काही वेळा समुद्रावरील दोन नौकांच्या युद्धातसुद्धा रॉकेट्सचा उपयोग केला जात होता. दुसऱ्या महायुद्धामध्ये दोन्ही बाजूंनी रॉकेट्सचा उपयोग केला गेला. त्यात रॉकेटमध्ये बसवलेल्या बाँबचा स्फोट होऊन त्यातून विध्वंस होत असे. एका वेळी अनेक रॉकेट्सचा मारा करणारी यंत्रे चिलखती ट्रकवर किंवा टँकवर बसवून त्यांच्याकडून जमिनीवरच्या लढाईत शत्रूच्या ठिकाणावर बाँब्सचा भडिमार केला गेला. नौदलाच्या नौकांमधून किनाऱ्यावरच्या शहरांवर किंवा समुद्रातल्या शत्रूच्या नौकांवर बाँबिंग केले गेले, विमानामधून जमीनीवरील  लक्ष्ये किंवा हवेतील शत्रूची विमाने यांच्यावर रॉकेट्सचा मारा केला गेला. काही वेळा जमीनीवरून उडवलेल्या रॉकेटने आकाशातल्या विमानांचाही वेध घेतला जात होता. अशा प्रकारे रॉकेट्सचा उपयोग जमीन, समुद्र आणि आकाश या तीन्ही ठिकाणच्या युद्धांमध्ये केला गेला.

दुसऱ्या महायुद्धानंतरच्या काळात रॉकेटवरील संशोधनावर  जास्तच भर दिला गेला. त्यातून गाइडेड मिसाइल हे नवे अत्यंत परिणामकारक किंवा घातक असे शस्त्र निर्माण झाले आणि त्याचा विकास होत राहिला. पूर्वीची रॉकेटे एकदा अंदाजाने उडवली की ती नेमकी कुठे जाऊन पडतील ते नक्की सांगता येत नव्हते. इलेक्ट्रॉनिक्स आणि काँप्यूटर यांच्या क्षेत्रात अभूतपूर्व प्रगति होत गेली. त्यामुळे उडवलेल्या रॉकेटवर काही उपकरणे बसवून ते आकाशात उडत असतांनाही त्याचे नियंत्रण करता येणे शक्य झाले. या मिसाइल्सचा आकार एरोडायनॅमिक्सचा विचार करून केलेला असतो. त्यांची समोरची बाजू निमुळती असते आणि मागच्या बाजूवर स्थैर्य देण्यासाठी फिन्स बसवलेल्या असतात. उपग्रहांमधून मिळालेल्या जीपीएससारख्या  माहितीचा उपयोग करून घेऊन ते क्षेपणास्त्र (मिसाइल) त्याला दिलेल्या आज्ञेनुसार अचूक जागी जाऊन पोचणे शक्य झाले. एकादे विमान पाडायचे असल्यास त्याच्या दिशेने सोडलेले मिसाइल त्या चालत्या विमानाचा वेध घेत त्याच्या मागे जाऊन नेमके त्याच्यावर आदळते. इतकेच नव्हे तर प्रचंड वेगाने येत असलेल्या शत्रूच्या रॉकेटला आधीच हवेतच गाठून त्याचा खातमा करणारी मिसाइल्सही आता तयार झाली आहेत. या मिसाइल्सवर विध्वंसक बाँबगोळे ठेवलेले असतात आणि ती त्यांना दिलेल्या लक्ष्यावर जाऊन कोसळून त्या लक्ष्याचा धुव्वा उडवतात, त्यात जमीनीवरील ठिकाणे असतील, आकाशातून उडणारी विमाने किंवा मिसाइल्स असतील किंवा समुद्रातून चाललेली जहाजे किंवा पाणबुड्याही असू शकतील. आता तर चक्क अवकाशात फिरणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहालासुद्धा निकामी करण्याची क्षमता निर्माण झाली आहे असे सांगितले जाते. हजारो किलोमीटर दूर असलेल्या ठिकाणी जाऊन पडण्याची क्षमता असलेली इंटर काँटिनेंटल बॅलिस्टिक मिसाइल्स (आयसीबीएम) तयार झाली आहेत.(आकृति -५) या मिसाइलमध्ये अनेक स्टेजेस असतात आणि ती क्रमाक्रमाने गळून पडून मुख्य गाभा अंतिम लक्ष्यावर जाऊन पोचतो. ती अणूबाँबने सज्ज असतात आणि इतक्या दूरवरच्या ठिकाणांवर ते बाँब टाकून तिथे सर्वनाश करू शकतात. 

वरील सर्व प्रकारांमध्ये रॉकेटचा उपयोग स्फोटक पदार्थांना उचलून घेऊन जाण्यासाठीच होतो, या अर्थी तीही वाहक असतात, पण उपग्रहांना अंतराळात घेऊन जाणाऱ्या खास अग्निबाणांना सॅटेलाइट लाँचिंग  व्हेइकल म्हणजे 'उपग्रहांना उडवण्याचे वाहन' असे म्हंटले जाते. या उपग्रहांना पृथ्वीभोवती फिरत राहण्यासाठी पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणावर मात करून खूप दूर अंतरिक्षामध्ये नेऊन सोडायचे असते. सर आयझॅक न्यूटन यांनी ज्या काळात गुरुत्वाकर्षणाचा सिध्दांत मांडला तेंव्हा जमीनीवर चालणारे कोठलेही स्वयंप्रेरित वाहनसुद्धा उपलब्ध नव्हते. त्यामुळे आकाशात उडवलेल्या वस्तूला ती आकाशात गेल्यानंतर कोठलेही बाह्य बल मिळणार नाही असे गृहीत धरले होते. त्याचप्रमाणे तिला वाटेत होणाऱ्या हवेच्या अडथळ्याचाही विचार केलेला नव्हता. पृथ्वीपासून जसजसे दूर जाल तसतसे तिचे गुरुत्वाकर्षण कमी कमी होत जाते. एवढ्याच एका कारणाचा विचार केला होता. जमीनीवरून एकाद्या वस्तूला एक जोराचा फटका देऊन दर सेकंदाला सुमारे ११००० मीटर इतक्या वेगाने आभाळात उडवून दिले तर ती वस्तू गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीवर परत येणार नाही. एवढाच निष्कर्ष त्या वेळी सोप्या गणितातून काढला गेला होता. त्या वेगाला एस्केप व्हेलॉसिटी असे नाव दिले गेले.  

पण दर सेकंदाला अकरा कि.मी. म्हणजे तासाला चाळीस हजार कि.मी. एवढ्या प्रचंड वेगाने एकादी वस्तू हवेतून जायला लागली तर तिला हवेकडून होणाऱ्या प्रचंड विरोधामुळे त्या वस्तूची गती कमी होत जाणारच. हवेच्या विरोधातल्या घर्षणामुळे त्यातून ऊष्णता निर्माण होते आणि त्या वस्तूचे तापमान वाढत जाते. तापवल्यानंतर लोखंडसुध्दा मऊ होते, वितळते आणि जळून त्याचे भस्म होऊ शकते. अतिशय वेगाने पृथ्वीवर पडणाऱ्या बहुतेक उल्का याच कारणाने हवेतच जळून नष्ट होतात आणि जमीनीपर्यंत पोचतच नाहीत. त्याचप्रमाणे अतीशय वेगवान असा अग्निबाण वातावरणातून बाहेर निघण्यापूर्वीच जळून नष्ट होण्याचा धोका असतो. शिवाय रॉकेट जमीनीवरून हवेत उडाल्यानंतर त्याला पूर्ण वेग घेण्यासाठी कमीत कमी कांही क्षण लागतीलच. तेवढ्या अवधीतसुद्धा  गुरुत्वाकर्षण आणि हवेच्या अवरोधाने त्याची गती कमी होत जाणार. 

अशा सगळ्या कारणांमुळे अंतराळात जाणाऱ्या रॉकेटने एका झटक्यात एस्केप व्हेलॉसिटी गाठावी यासाठी प्रयत्न केला जात नाही. त्या रॉकेटमध्येच निदान दोन तीन स्टेजेस असतात. जमीनीवरून उडतांना त्यातल्या पहिल्या स्टेजमधला सगळा जोर क्षणार्धात न लावता तो इंजिनाप्रमाणे काही क्षण सतत लावला जातो. रॉकेटमधून बाहेर पडणाऱ्या ऊष्ण वायूच्या झोताची प्रतिक्रिया त्याची गती वाढवत नेत त्याला पृथ्वीपासून कित्येक कि.मी. इतक्या उंचीवर नेते. तोपर्यंत पहिल्या स्टेजचे इंधन जळून जाते. तेंव्हा आकाराने सर्वात मोठ्ठा असलेला पहिला भागही रॉकेटपासून विलग होतो. रॉकेटचा पहिला भाग आणि त्यातले इंधन दोन्ही वगळले गेल्यामुळे उरलेल्या रॉकेटचे वजन बरेचसे कमी होते, तसेच हवा अत्यंत विरळ झालेली असल्यामुळे तिचा विरोध जवळ जवळ मावळलेला असतो. त्यानंतर योग्य त्या क्षणी त्याची दुसरी स्टेज आणि त्यानंतर तिसरी स्टेज कार्यान्वित केली जाते. अशा टप्प्याटप्प्यांमधून मिळालेल्या अधिकाधिक ऊर्जेने  त्या रॉकेटचा वेग वाढत जातो आणि तो एस्केप व्हेलॉसिटीहून अधिक होतो.

पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणावर मात करून रॉकेटला अवकाशात सोडणे आणि त्याच्या सोबत पाठवलेल्या उपकरणांनी अवकाशातून पाठवलेले संदेश पृथ्वीवर ग्रहण करणे शक्य झाल्यानंतर ते किती उंच गेले आहे हे समजणे शक्य झाले. तसेच पृथ्वीकडे दुरून पाहण्याची एक नवी दृष्टी मानवाला प्राप्त झाली. अंतराळात राहून आणि या दिव्यदृष्टीचा उपयोग करून घेऊन पृथ्वीवरील माहिती मिळवण्यासाठी प्रयत्न सुरू झाले. रशिया, अमेरिका आणि भारतासह इतर अनेक देशांनी आपापले कृत्रिम उपग्रह अवकाशात सोडणे सुरू केले आणि त्यांची संख्या वाढतच चालली आहे. या उपग्रहांकडून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग आधी मुख्यतः संरक्षण, हवामान, भूसर्वेक्षण आदि  सरकारी विभागांसाठी केला जात होता. उपग्रहामार्फत संदेशवहन सुरू झाल्यावर त्याचा उपयोग दूरचित्रवाणी, दूरध्वनी, आंतर्जाल, जीपीएस वगैरे माध्यमातून आम जनतेसाठी होऊ लागला आहे. यामुळे आता खाजगी क्षेत्रातल्या उद्योजकांनीही आपापले उपग्रह उडवून पृथ्वीभोवती फिरत ठेवले आहेत.

भारताला स्वातंत्र्य मिळाल्यानंतर त्यानेही विज्ञान व तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्राला अग्रक्रम दिला आणि त्यात अंतरिक्षाच्या अभ्यासाला महत्वाचे स्थान दिले. (आकृति-६) डॉ.विक्रम साराभाई यांच्या नेतृत्वाखाली भारतीय अंतरिक्षसंशोधनाचा श्रीगणेशा झाला. नवनवे प्रयोग करीत आणि अडचणीतून मार्ग काढीत भारतीय शास्त्रज्ञ आणि तंत्रज्ञ यांनी या तंत्रज्ञानाचा विकास करून वेगवेगळ्या प्रकारची रॉकेट्स आपल्या देशातल्या कारखान्यांमध्ये तयार करवून घेतली. या काळात आपल्या देशातल्या यंत्रोद्योगाच्या क्षेत्रात जी प्रगती झाली तिचाही फायदा मिळाला. 

साध्या गनपॉवडरपासून मिळू शकणारी शक्ती अशा शक्तिशाली रॉकेट्ससाठी पुरेशी नसते. त्यांच्यासाठी खास प्रकारची इंधने वापरली जातात, त्यांना प्रोपेलंट म्हणतात. त्यातही सॉलिड, लिक्विड, क्रायोजनिक, मिक्स्ड वगैरे प्रकार आहेत. रॉकेटमधील इंधनातच प्राणवायूचा पुरवठा करणारी रसायने असतात.  क्रायोजिनिक रॉकेटमध्ये तर द्रवरूप  प्राणवायू (लिक्विड ऑक्सीजन) वापरला जातो. रॉकेट उडतांना हवेच्या घर्षणामुळे त्याचे तापमान खूप वाढते आणि अवकाशात गेल्यावर ते खूप कमी होते. या दोन्ही प्रकारच्या प्रतिकूल तापमानात टिकून राहण्यासाठी रॉकेटचे कवच विशिष्ट मिश्रधातूंपासून तयार केले जाते. प्रयोगशाळांमध्ये संशोधन करून खास इंधने, मिश्रधातू आणि विशिष्ट उपकरणे वगैरे सगळे तयार केले गेले. या रॉकेट्सना अधिकाधिक शक्तीशाली बनवत नेऊन रोहिणी, पीएसएलव्ही, जीएसएलव्ही यांच्यासारख्या सक्षम रॉकेट्सची निर्मिती केली गेली. त्यांना उडवण्यासाठी विशिष्ट प्रकारचे तळ (रॉकेट लाँचिंग स्टेशन्स) बांधले. (आकृति-७) रॉकेट्सबरोबर कोण कोणती खास उपकरणे अवकाशात पाठवायची ते ठरवून ती जागतिक बाजारपेठेमधून मिळवली किंवा मुद्दाम तयार करवून घेतली. उडवलेल्या रॉकेट्समधून  आणि उपग्रहांमधून मिळणारे संदेश ग्रहण करणे आणि त्यांचा सुसंगत अर्थ लावून व त्याचे विश्लेषण करून त्या माहितीचा योग्य प्रकारे उपयोग करून घेणे यासाठी सुसज्ज अशी यंत्रणा उभी केली.

ही उपग्रहांना घेऊन उडणारी रॉकेट्स म्हणजे अनेक रॉकेट्सचा समूह असतो. ती प्रचंड आकारांची असतात. भारतीय रॉकेट्सच ४०-४५ मीटर उंच म्हणजे चारपाच मजली इमारतींएवढी उंच असतात आणि उड्डाण घेतांना त्यांचे वजन तीन सव्वातीनशे टन इतके असते. जगातील सर्वात मोठ्या रॉकेटची उंची शंभर सव्वाशे मीटर म्हणजे दहा बारा मजली इमारतींएवढी आणि वजन शेकडो टन इतके असते. हाताच्या बोटाएवढे छोटे दिवाळीच्या फटाक्यातले रॉकेट यापासून दहाबारा मजले उंच असलेले सॅटर्न किंवा स्टारशिप यांच्या सारखे अजस्त्र अग्निबाण या सगळ्यांचा समावेश रॉकेट्समध्ये होतो. या लेखात त्यांची ही संक्षिप्त तोंडओळख करून दिली आहे.