Friday, August 16, 2019

सर हम्फ्री डेव्ही


गे ल्यूसॅक आणि जॉन डाल्टन या शास्त्रज्ञांचा समवयस्क असलेल्या हम्फ्री डेव्ही यानेही रसायनशास्त्राच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या काळात त्यात मोलाची भर टाकली. व्होल्टाने त्याच्या पाइलचा शोध लावल्यानंतर शास्त्रज्ञांना मिळालेल्या या नव्या साधनावर काम करणे हम्फ्रीने सुरू केले आणि अनेक पदार्थांमधून वीजेचा प्रवाह सोडून त्याचे रासायनिक तसेच भौतिक परिणाम पाहिले. त्याला विद्युत रसायनशास्त्रज्ञ आणि सुरक्षा दिव्याचा संशोधक म्हणूनही प्रसिद्धी मिळाली.

हम्फ्रीचा जन्म सन १७७८ मध्ये इंग्लंडच्या नैऋत्य टोकाला असलेल्या मागासलेल्या भागातल्या पेन्झन्स नावाच्या गावात झाला. त्या गावठी भागातल्या लोकांना ज्ञानविज्ञानाची आवड नव्हतीच. हम्फ्रीच्या घरातली परिस्थिती तितकीशी चांगली नसल्याने तो सहा वर्षांचा झाल्यानंतर डॉन टॉन्किन नावाच्या सद्गृहस्थाच्या आश्रयाला गेला आणि त्याने त्याचा सांभाळ केला. त्याच्याकडे राहून शालेय शिक्षण पूर्ण झाल्यानंतर तो एका डॉक्टरकडे औषधे बनवून देणारा सहाय्यक म्हणून कामाला लागला. पण तो त्याशिवाय वाचनालयांमध्ये जाऊन अनेक विषयांवरील पुस्तकांचा अभ्यास करत होता आणि त्यातून ज्ञान मिळवत होता. तो टॉन्किन्सच्या गॅरेजमध्ये काही रसायनांवर प्रयोग करायला लागला. त्याचे असले भलती सलती रसायने आणून त्यांच्याशी खेळणे इतर लोकांना धोकादायक वाटत असे, पण हम्फ्रीने आपले प्रयोग करणे सुरूच ठेवले. त्याची अंगभूत हुशारी, चिकाटी, बोलण्यातली चतुराई आणि त्याने स्वकष्टाने मिळवलेल्या ज्ञान आणि अनुभव यांच्या आधाराने त्याला आधी ब्रिस्टल येथील न्यूमॅटिक इन्स्टिट्यूटमध्ये आणि नंतर लंडनच्या रॉयल इन्स्टिट्यूटमध्ये शास्त्रीय संशोधनावर काम करण्याची नोकरी मिळाली.

न्यूमॅटिक इन्स्टिट्यूटमध्ये असतांना त्याने अनेक प्रकारच्या वायूंवर निरनिराळे प्रयोग केले. प्रीस्टले, कॅव्हेंडिश यासारख्या शास्त्रज्ञांनी प्राणवायू, नायट्रस ऑक्साइड वगैरे वायू कृत्रिम रीत्या प्रयोगशाळेत तयार केले होते. तसेच ते स्वतः तयार करून त्यांचे गुणधर्म पहायचे संशोधन डेव्ही करत होता. त्यात त्याने अनेक धोके पत्करले. एकदा नायट्रिक ऑक्साइडने त्याचे तोंड भाजले होते, प्रयोग करतांना एका रसायनाचा स्फोट झाला होता आणि कार्बन मोनॉक्साइड या विषारी वायूचा श्वास घेऊन पाहतांना तर तो एकदा काही तास बेशुद्ध पडला होता आणि त्याच्या जिवावर बेतले होते. अशा प्रकारची धोकादायक कामे करतांनासुद्धा तो डगमगला नाही. त्यानेच नायट्रस ऑक्साइड वायूच्या वासाने नशा चढतो आणि हसू येते हे पाहिले आणि त्या वायूला हास्यवायू (लाफिंग गॅस) असे नावही दिले.

वायूंवर संशोधन करत असतांनाच त्याचे लक्ष त्या काळात नव्याने पुढे आलेल्या वीज या विषयाकडे गेले. व्होल्टा या शास्त्रज्ञाच्या नावाने प्रसिद्ध झालेल्या पाइलवर त्याने काम करायला सुरुवात केली आणि स्वतः त्या काळातली सर्वात मोठी बॅटरी तयार केली. त्या उपकरणातून निघालेल्या विजेच्या प्रवाहाने प्लॅटियम धातूच्या अत्यंत पातळ पट्टीला खूप तप्त केले आणि अशा प्रकारे विजेपासून कृत्रिम रीत्या प्रकाश निर्माण करण्याचा जगातला पहिला प्रयोग केला. पण त्या बॅटरीमधून निघणारा प्रवाह आणि ती पट्टी जास्त वेळ टिकू शकत नसल्यामुळे त्या प्रकाशाचा काही प्रत्यक्ष उपयोग नव्हता. पुढे डेव्हीनेच ग्राफाइटच्या इलेक्ट्रोडमधून विजेच्या ठिणग्या टाकून जगातला पहिला आर्क लाइटही तयार करून दाखवला. त्याचाही लगेच काही उपयोग करण्याची संधी नव्हती.
 
विजेचे रासायनिक परिणाम हे डेव्हीच्या संशोधनाचे मुख्य क्षेत्र होते. त्याने निरनिराळ्या रसायनांमधून विजेचा प्रवाह सोडून त्यांचे पृथक्करण केले आणि सोडियम, पोटॅशियम, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम, बेरियम, क्लोरिन यांच्यासारखी महत्वाची मूलद्रव्ये त्यांच्या शुद्ध स्वरूपात सर्वात प्रथम उत्पन्न केली. या कामात मायकेल फॅरडे हा त्याचा प्रयोगशाळेतला सहाय्यक होता. फॅरडे हा माझा सर्वात मोठा शोध आहे असे एकदा डेव्ही म्हणाला होता. त्याचे ते बोल पुढे खरे झाले.

त्या काळातल्या खाणींमध्ये कधीकधी मीथेन वायू तयार होऊन साठून रहात असे आणि तिथे उतरणाऱ्या कामगारांनी उजेडासाठी नेलेल्या मशालीमुळे मीथेन व हवा यांच्या मिश्रणाला आग लागली तर त्याचा भडका उडत असे. सन १८१२ मध्ये झालेल्या अशा एका अपघातात ९२ कामगार दगावल्यामुळे खाणकामगारांमध्ये दहशत बसली होती. डेव्हीने त्यावर उपाय शोधण्याचे काम हातात घेतले आणि एक सुरक्षित दिवा तयार केला. त्याने त्यात दिव्याच्या ज्योतीच्या सर्व बाजूंना एक लोखंडाची जाळी बसवली होती. हवेबरोबर जाळीच्या आत गेलेल्या वायूमुळे तो दिवा भगभग करे आणि धोक्याची सूचना देत असे, पण ज्वलनातून निघालेली बरीचशी ऊष्णता जाळीमध्ये शोषली गेल्यामुळे त्याचे तापमान लगेच खूप वाढत नसे आणि त्यामुळे बाहेरचा वायू पेट घेत नसे.

डेव्हीने केलेल्या बहुमूल्य संशोधनाची त्या काळातल्या समाजाकडून आणि इंग्लंडच्या राजाकडूनही कदर केली गेली. सन १८१८ मध्ये हम्फ्री डेव्हीलाही सर फ्रान्सिस बेकन आणि सर आयझॅक न्यूटन यांच्याप्रमाणे सरदारपद दिले गेले आणि तो सर हम्फ्री डेव्ही झाला. सन १८१९ मध्ये त्याला प्रख्यात रॉयल सोसायटीचे अध्यक्षपदही मिळाले.

हम्फ्रीकडे चतुरस्र प्रतिभा होती. कोणी म्हणतात की तो शास्त्रज्ञ झाला नसता तर कवि झाला असता, तत्वज्ञ झाला असता किंवा फर्डा वक्ता झाला असता. प्रत्यक्षात तो हे सगळे झाला. त्याने विज्ञानामधले अनेक महत्वाचे शोध लावलेच, प्रख्यात कवि वर्डस्वर्थ याच्या कवितांची पुस्तके छापून आणण्यात मदत केली. त्याच्या लहानपणापासूनच त्याने स्वतःही कविता लिहिल्या होत्या आणि त्या प्रकाशितही झाल्या होत्या. आपल्या व्याख्यानांमध्ये शास्त्रीय माहिती देत असतांना तो मनोरंजक प्रात्यक्षिके दाखवत असे, त्याला तत्वज्ञानाची जोड देऊन आणि त्यात थोडा धार्मिक विचारांचाही अंश मिसळून तो आपल्या काव्यमय आणि बेजोड वक्तृत्वाने श्रोत्यांना भारावून टाकत असे. त्याने इंग्लंडमध्ये अनेक व्याख्याने दिली आणि त्यांना उत्तम प्रतिसाद मिळाला.

त्याच्या हुषारीची कीर्ती सगळीकडे पसरली होती. त्या काळात इंग्लंडचे शत्रूराष्ट्र असलेल्या फ्रान्समध्येही त्याचा सन १८१३ मध्ये गौरव करण्यात आला. त्यावेळी तो न घाबरता फ्रान्सला गेला आणि तिथे त्याने फ्रेंच शास्त्रज्ञांच्या भेटी घेतल्या. त्यानंतर तिथून पुढे इटली, स्विट्झर्लँड, जर्मनी आदि देशांचा दीर्घकाळ दौरा करून त्याने तिथल्या प्रयोगशाळांमध्येही जाऊन तिथे संशोधन कार्य केले आणि जागतिक प्रसिद्धी मिळवली. अशा संशोधनामध्येच त्याने हिरा हे शुद्ध कार्बनचे एक रूप असल्याचे इटलीमधल्या फ्लॉरेन्स इथल्या मुक्कामात सिद्ध केले.  सन १८२९ मध्ये तो स्विट्झर्लँडला फिरायला गेला असतांना तिथेच आजारी पडून त्याचा जिनिव्हा इथे दुःखद देहांत झाला.      

Friday, August 02, 2019

चंद्रयान आणि अपोलो


बावीस ऑक्टोबर २००८ हा दिवस भारतीय विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या इतिहासात सुवर्णाक्षराने लिहिण्यासाऱखा आहे कारण त्या दिवशी चंद्रयान-१ या यानाने पृथ्वीवरून उड्डाण केले आणि भारताला अमेरिका व रशीया यासारख्या प्रगत राष्ट्राच्या पंक्तीत बसवले. त्यानंतर सन २०१४ मध्ये मंगळयान उडवून भारताने ते स्थान अधिक पक्के केले. या मालिकेमधील चंद्रयान-२ हे यान दि. १५ जुलैला पाठवण्याचे ठरले होते. त्या योजनेला भरपूर प्रसिद्धी दिली गेली होती. त्यात इस्रो या संस्थेमधील शास्त्रज्ञ आणि तंत्रज्ञांचे खूप कौतुक केले होते. त्यांनी आतापर्यंत केलेली कामगिरी गौरवास्पद आहेच.

चंद्राला भेट देण्याची योजना अत्यंत कठीण आहे. अचाट बुद्धिमत्ता, सखोल ज्ञान, विशेष कौशल्य आणि कठोर परिश्रम या सर्वांचा कस लावणारे असे हे काम आहे. ते करण्यामध्ये देशभरातल्या आणि परदेशामधल्या अनेक शास्त्रज्ञ व तंत्रज्ञांचा सहभाग असतो. त्या सर्वांच्या कामात सुसूत्रता आणण्याचे व्यवस्थापकीय काम देखील कौशल्याचे असते. यात सहभागी असलेल्या शेकडो लोकांपैकी कुणाकडूनही अनवधानाने कसलीही क्षुल्लक कसूर राहू नये याची खूप काळजी घ्यावी लागते. यासाठी अनेक परीक्षणे आणि चाचण्या घेतल्या जातात.

१४ जुलैला चंद्रयान-२ या यानाचे काउंटडाऊन सुरू झाल्यानंतर त्याच्या अखेरच्या टप्प्यातल्या अॅक्टिव्हिटीज सुरू असतांना हीलियम वायूचा दाब अपेक्षेनुसार नाही असे शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले. त्यांना त्या वायूची किंचित गळती होत असल्याची शंका आली. अशा गोष्टीकडे दुर्लक्ष न करता तिची सखोल चौकशी करून आवश्यक ती दुरुस्ती करणे शहाणपणाचे असल्यामुळे त्या दिवशी होणारे यानाचे उड्डाण थांबवण्यात आले आणि आठवड्यानंतर दि.२२ ला ते यशस्वीरीत्या करण्यात आले.

पण दरम्यानच्या काळात दि.२० जुलैला एक आंतरराष्ट्रीय महत्वाची गोष्ट घडली. अमेरिकन अवकाशवीर नील आर्मस्ट्राँग याने अपोलो-११ या मोहिमेमधून अवकाशात जाऊन चंद्रावर मानवाचे पहिले पाऊल ठेवले या घटनेला पन्नास वर्षे पूर्ण झाल्याचा सुवर्णमहोत्सव साजरा केला गेला. या निमित्याने त्या ऐतिहासिक घटनेच्या जुन्या आठवणींना उजाळा मिळाला. साहजीकपणे अमेरिकेचा अपोलो प्रोजेक्ट आणि आपले चंद्रयान यांची तुलना होणे अपरिहार्य होते.

अपोलो -११ च्या कार्यक्रमात खालील गोष्टी होत्या.
१. पृथ्वीवरून उड्डाण
२. पृथ्वीभोवती घिरट्या घालत असतांना आपली कक्षा विस्तारत जाणे
३. चंद्राजवळ जाऊन पोचणे
४. चंद्राभोवती घिरट्या घालत घालत आपली कक्षा घटवत जाऊन एका कक्षेत फिरत राहणे
५. तीनपैकी दोघा अवकाशवीरांनी एका वेगळ्या लहान यानात बसून चंद्राकडे प्रस्थान करणे
६. तिसऱ्याने यानातच बसून चंद्राभोवती घिरट्या घालत राहणे
७. दोघा अवकाशवीरांनी चंद्रावर जाऊन उतरणे, यानाचा दरवाजा उघडून जमीनीवर उतरणे
८. तिथे अमेरिकेचा झेंडा रोवणे, तिथली दगड माती गोळा करून यानात भरणे
९. दोघा अवकाशवीरांसह लहान यानाने चंद्रावरून उड्डाण करणे.
१०. चंद्राभोवती घिरट्या घालत राहिलेल्या मोठ्या यानाला गाठून त्याच्याशी जोडून घेणे
११. दोघा अवकाशवीरांनी लहान यानामधून मोठ्या यानात जाणे
१२. मोठ्या यानाने चंद्राभोवती घिरट्या घालता घालता पृथ्वीकडे जाणे
१३. पृथ्वीभोवती घिरट्या घालत असतांना आपली कक्षा घटवत जाणे
१४. पृथ्वीवर ठरलेल्या जागी येऊन अलगदपणे उतरणे

पहिल्या चंद्रयानाने यातली फक्त पहिली चारच कामे केली होती. चंद्राभोवती फिरत असतांना त्याने एक लहानसा गोळा चंद्राच्या दिशेने फेकला आणि तो चंद्रावर जाऊन पडला. त्यावरच भारताचा झेंडा होता. ते यान काही दिवस चंद्राभोवती फिरत राहिले आणि संदेश पाठवत राहिले. त्या यानाचा संपर्क तुटल्यानंतर त्याचे काय झाले ते समजायला मार्ग नाही. ते कदाचित चंद्रावर जाऊन कोसळले असेल किंवा अजूनही चंद्राभोवती फिरत राहिले असेल.

दुसऱ्या चंद्रयानाकडे याहून जास्तीची आणखी एक कामगिरी सोपवली आहे. ती म्हणजे विक्रम नावाचा एक लँडर चंद्रयानाच्या मुख्य ऑर्बिटरपासून वेगळा होऊन हळूच चंद्राच्या दिशेने जाईल आणि तो चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवाजवळील एका विशिष्ट ठिकाणी अलगदपणे चंद्रावर उतरेल. त्या लँडरमधून प्रग्यान नावाचा एक रोव्हर बाहेर निघून चंद्रावर फिरेल. ही एक सहा चाकांची गाडी असून ती चंद्रावरील ओबडधोबड जमीनीवरून चालण्यासाठी सक्षम आहे. ती सेकंदाला एक सेंटीमीटर एवढ्या संथपणे चालत राहील. तिच्यावर बसवलेल्या उपकरणांकडून मिळालेली माहिती पृथ्वीवरील प्रयोगशाळांकडे पाठवली जाईल. चंद्रावरचा एक दिवस म्हणजे पृथ्वीवरील चौदा दिवस हे काम चालेल आणि संपेल. ऑर्बिटर चंद्राभोवती फिरत राहील आणि ज्याप्रमाणे पहिल्या चंद्रयानाने दुरूनच माहिती गोळा करून पाठवली होती त्याप्रमाणे तो आणखी काही दिवस ती पाठवत राहील.

यावरून असे दिसेल की अमेरिकेने पन्नास वर्षांपूर्वी पाठवलेल्या अपोलो यानाने जेवढे काम केले होते त्याचासुद्धा अगदी लहानसा भाग आपले हे दुसरे चंद्रयान करणार आहे. मुख्य म्हणजे अवकाशात माणूस पाठवायचा झाला तर त्याच्यासाठी बंदिस्त केबिन बनवावी लागते आणि तिचे तापमान आणि दाब नियंत्रित ठेवावे लागतातच, त्या माणसासाठी कित्येक दिवस पुरेल असे अन्न, पाणी आणि हवासुद्धा इथूनच न्यावी लागते. तसली काही व्यवस्था यात नाहीच, या यानाला सुरक्षितपणे पृथ्वीवर परत आणण्याचीही कसली व्यवस्था नाही. आपले हे अभियानच अगदी लहान आहे. तुलना करायची झाल्यास चंद्रयानाला घेऊन जाणारे जीएसएलव्ही रॉकेट ४ मीटर व्यास असलेले, ४४ मीटर उंच आणि ४ टन वजन अवकाशात नेण्याची क्षमता असलेले आहे तर अपोलोला घेऊन जाणारे सॅटर्न रॉकेट १० मीटर व्यास, ११० मीटर उंच आणि ४८ टन क्षमतेचे होते. त्यामुळे आपण हे काम अगदी कमी खर्चात करीत आहोत या म्हणण्याला फारसा अर्थ नाही. या क्षेत्रातली आपली प्रगति स्पृहणीय असली तरी आपण प्रगत राष्ट्रांच्या तोडीचे आहोत अशा वल्गना एवढ्यातच करण्यात अर्थ नाही. अपोलोसारखी मिशन्स पाठवणे ही अत्यंत खर्चिक बाब आहे आणि ती चैन आपल्या देशाला परवडण्यासारखी नाही हे आहेच.