સૂક્ષ્મ-ગ્રહ, સૂક્ષ્મ-યાન

સૂક્ષ્મ-ગ્રહ અથવા એસ્ટરોઇડ (Asteroid) સૂર્ય-મંડળના એવા સભ્ય છે, જે નથી ગ્રહ કે નથી ધૂમકેતુ! વૈજ્ઞાનિકોના મત અનુસાર તેઓ સૂર્ય-મંડળ ની રચના વખતે થયેલ ગ્રહોની અથડામણના અવશેષ છે  અથવા તો જેમાંથી ગ્રહોની ઉત્પત્તિ થઇ તે વાયુ તથા ધૂળના વાદળના બચી ગયેલ ભાગ છે. મોટા ભાગના એસ્ટરોઇડ મંગળ અને ગુરુ ગ્રહ ની વચ્ચે એક પટામાં સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. કેટલાક ગુરુ ગ્રહની કક્ષામાં જ, તેની આગળ પાછળ રહીને સૂર્યની આસપાસ ફરે છે તો કેટલાક વળી પૃથ્વીની કક્ષાની પાસે પણ આવી જાય છે.

માનવ-સહજ કુતુહલ ઉપરાંત વૈજ્ઞાનિકોનો એસ્ટરોઇડમાં રસ બે કારણ સર છે. પ્રથમ તો એસ્ટરોઇડ ખનીજ સંપત્તિથી ભરપૂર હોવાની ઘણી શક્યતા છે, જેનો ભવિષ્યમાં પૃથ્વીના પોતાના  માટે અથવા તો અંતરિક્ષ સંશોધન માટે ઉપયોગ થઇ શકે. બીજું,  આપણે આગળ જોયું તેમ ઘણા એસ્ટરોઇડ પૃથ્વીની કક્ષાથી નજીક છે, જેમની આપણા ગ્રહ સાથેની અથડામણ એક ખતરો બની શકે. તેથી સન ૧૯૯૧માં ગેલલીઓ (Galileo) નામના અંતરિક્ષ યાને પહેલી વખત એક એસ્ટરોઇડની મુલાકાત લીધી ત્યારબાદ ન્યુ-હોરાયઝન (New Horizon) તથા ડૉન (Dawn) જેવા  અનેક યાન એક યા બીજા એસ્ટરોઇડની મુલાકાત લઇ ચૂક્યા છે. આ બધા યાન મોટાં, ખર્ચાળ યાન હતાં અથવા છે. તેથી ઘણા યાનના કાર્યક્રમમાં  એસ્ટરોઇડની મુલાકાત ઉપરાંત કોઇ ગ્રહ, કોઇ ધૂમકેતુની મુલાકાતનો  પણ સમાવેશ કરી લેવાય છે.

ગઇ ૨૧મી તારીખે યુરોપની અંતરિક્ષ સંસ્થા ઇસા (ESA) એ પ્રકાશિત કરેલ એક યાદી મુજબ તે હવે એસ્ટરોઇડના અભ્યાસના હેતુથી એક નાનકડા  યાન ની તૈયારી કરી રહી છે,  જેની કિંમત બીજા યાનની સરખામણીમાં માત્ર દસમા ભાગની હશે. સન ૨૦૨૧ લગી માં તૈયાર થનાર આ યાનનું માપ માત્ર ૨૨ X ૨૨ X ૩૪ સેન્ટિ-મીટર હશે, એક જૂતાના ખોખાથી થોડું જ મોટું! યાનને નામ આપ્યું છે એમ-આરગો (M-ARGO), જે “Miniaturized  Asteroid Remote Geophysical Observer” અર્થાત્ “એસ્ટરોઇડના દૂર-સંવેદિત ભૂ-ભૌતિક અવલોકન માટેનું ટચૂકડું યાન” જેવા લાંબા લચક નામનું નાનું સ્વરૂપ છે. એમ-આરગોની રચના ક્યુબ-સેટ (Cubesat)  ડિઝાઈન પર આધારિત હશે.

સન ૧૯૯૯માં વિદ્યાર્થીઓમાં અંતરિક્ષ-યાનની રચના તથા તેના સંચાલનની કુશળતા ખીલવવા માટે અમેરિકાની કેલિફોર્નિઆ પોલીટેકનિક સ્ટેટ યુનિવર્સિટી (California Polytechnic State University) તથા સ્ટાન્ફોર્ડ યુનિવર્સિટી (Stanford University) એ મળીને એક નાના, ખૂબ ઓછા ખર્ચનાં અંતરિક્ષ-યાનની ડિઝાઈન બનાવી. જેને ક્યુબ-સેટ નામ આપ્યું. આ ડિઝાઈનના સૌથી નાના માપના યાનનું કદ  માત્ર ૧૦ X ૧૦ X ૧૦ સેન્ટિ-મીટર તથા વજન ૧.૩૩ કિલોગ્રામથી ઓછું હોય છે. શરૂઆતમાં તો આ  ડિઝાઈન શૈક્ષણિક સંસ્થામાં  વધુ લોકપ્રિય થઇ. પરંતુ સન ૨૦૧૩ બાદ તેનો વાણિજ્યિક  ઉપયોગ વધવા લાગ્યો. ગયા ફેબ્રુઆરી માસમાં ભારતની અંતરિક્ષ સંસ્થા ઇસરો (ISRO) એ એક સાથે લોન્ચ કરેલા ૧૦૮ સેટેલાઇટમાં થી મોટા ભાગના સેટેલાઇટ ક્યુબ-સેટ ડિઝાઈનના  છે, જેમાં પૃથ્વીની સપાટી તથા તેના વાતાવરણનો અભ્યાસ કરવા માટેના નાના દૂર-સંવેદન (Remote-sensing) ઉપકરણ લગાવેલા છે.

ક્યુબ-સેટની સૌથી નાની આવૃત્તિને  1 Unit, ટૂંકાણમાં 1 U ડિઝાઈન કહે છે. એકથી વધુ 1U ડિઝાઈનના ક્યુબ-સેટને એક-બીજા સાથે અથવા એક-બીજા પર ગોઠવી મોટા ક્યુબ-સેટ બનાવી શકાય. એમ-આરગો યાનની ડિઝાઈન 12 U ની હશે. તેમાં ત્રણ સ્તર હશે,  દરેક સ્તર ચાર 1 U ડિઝાઈનનું બનેલું હશે.  આમતો એમ-કારગો એસ્ટરોઇડ તથા ધૂમકેતુના અભ્યાસ માટેનું   ક્યુબ-સેટ પ્રકારનું પ્રથમ યાન નહીં હોય. પરંતુ તે પહેલાના બધા જ ક્યુબ-સેટ પ્રકારના યાન એક ઉપ-યાન જેવાં રહ્યાં છે. તેઓને કોઇ માતૃ-યાન પોતાની સાથે લઇ જાય અને લક્ષની નજીક પહોંચ્યા બાદ નાનું યાન છૂટું પડે. આવું કરવાના બે મુખ્ય કારણ છે. વજનની મર્યાદાને કારણે  યાનમાં લક્ષ લગી પહોંચવા માટેનું ઈંધણ ન લઇ જવાય વળી ઉપલબ્ધ વિદ્યુત પાવર તથા વજન સીમિત હોવાના કારણે પૃથ્વી સાથેના સીધો સંદેશ-વ્યવહાર કરી શકે તેટલા શક્તિશાળી ટ્રાન્સમીટર અને એન્ટેના પણ લગાવી શકાય નહીં તેથી સંદેશ-વ્યવહાર માટે વચ્ચે માતૃ-યાનની જરૂર પડે. એમ-આરગો પહેલું સૂક્ષ્મ-યાન હશે જે  અંતરિક્ષમાં મોટા ભાગનું અંતર પોતાના બળ પર કાપશે, તથા જે પૃથ્વી સાથે સીધો  સંદેશ-વ્યવહાર કરવા સક્ષમ હશે.

આ ક્ષમતા ઉમેરવા માટે યાનમાં વિદ્યુત વડે ચાલતાં, આયન થ્રસ્ટર (Ion Trusters) લગાવવામાં આવશે, જે ઝીનોન (Xenon) વાયુના આયન ( Ion- ધન વિજભાર વાળા પરમાણુ) ને તીવ્ર ગતિથી ધકેલી યાનને ગતિ આપશે. રાસાયણિક ઈંધણ કરતાં આ પ્રણાલી (System- સીસ્ટમ)  અનેક ગણી કાર્યક્ષમ છે- અર્થાત્ તે ઓછું ઈંધણ વારે છે. અત્યાર લગીના ક્યુબ-સેટ પર વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરતા સોલાર સેલ માત્ર યાનની બહારની બાજુ લગાવવામાં આવતા હતા, જેથી તેમને સૂર્ય તરફ રાખવા માટે કોઇ પ્રણાલીની જરૂર ન પડે.  પરંતુ થ્રસ્ટરને તથા સંદેશ-વ્યવહાર માટેના ટ્રાન્સમીટરને જરૂરી ઊર્જા પુરી પાડવા યાનમાં સતત સૂર્ય તરફ રહે તેવી (Sun Pointing- સન પોઇન્ટીંગ) સોલાર પેનલ લગાવવી પડશે. એવા આયન થ્રસ્ટર તથા ફરી શકે તેવી સોલાર પેનલ જે સૂક્ષ્મ-યાનમાં બેસાડી શકાય,  તે બન્ને એકદમ નવી પ્રણાલી હશે. તેમને વિકસાવવા માટે ઇજનેરોને સમય લાગે તેથી જ યાનના પ્રક્ષેપણનો સમય ગાળો આજથી ચાર વર્ષ પછીનો રાખવામાં આવ્યો છે.

આયન થ્રસ્ટર લગાવ્યા બાદ પણ એમ-આરગો પોતાના બળ વડે પૃથ્વીની સાવ નજીકથી  પોતાના લક્ષ સુધી પહોંચી શકે તેમ નથી. તેથી ઇજનેરોની યોજના મુજબ એમ-આરગોને પૃથ્વી-સૂર્યના L1 અથવા L2 બિંદુ  પાસે કોઇ બીજા યાન સાથે લઇ જવામાં આવશે. આ બન્ને અંતરિક્ષના એવા બિંદુ  છે જ્યાં પૃથ્વી તથા સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણ એકબીજા ને સમતુલિત કરે છે. ત્યાર બાદ યાનના થ્રસ્ટર એકાદ વર્ષ લગી સતત ચાલુ રહી તેને લક્ષની નજીક પહોંચાડશે.

એસ્ટરોઇડ પાસે પહોંચ્યા બાદ તેના અભ્યાસ માટે એમ-આરગોમાં બે ઉપકરણ લગાવવાની યોજના છે. મલ્ટી-સ્પેક્ટ્રલ-ઇમેજર ( Multi Spectral Imager) નામનો કેમેરા ૬૦ થી વધુ જુદી-જુદી તરંગ-લંબાઇના પ્રકાશમાં  એસ્ટરોઇડની છબી લેશે. જ્યારે માત્ર ૩૩ ગ્રામ વજનનું લાસર –આલ્ટીમીટર (LASAR Altimeter) એમ-આરગોથી એસ્ટરોઇડ વચ્ચેનું અંતર ૧ મિલીમીટરની ચોકસાઇથી માપશે.

એમ-આરગો કેવું હશે તથા તે કેવી રીતે એસ્ટરોઇડ પાસે પહોંચશે એ તો જાણે નક્કી થઇ ગયું છે બાકી છે તે નક્કી કરવાનું કે  યાનનું લક્ષ કયો એસ્ટરોઇડ હશે, તે કોની  પાસે જશે. વૈજ્ઞાનિકોએ નક્કી કર્યું કે પૃથ્વીની કક્ષાની આસપાસ ફરતા હોય તેવા, જેને પૃથ્વી સમીપના પિંડ (Near Earth Object – નિયર અર્થ ઓબજેક્ટ), ટૂંકાણમાં NEO કહે છે તેવા કોઇ એસ્ટરોઇડનો અભ્યાસ કરવો જોઇએ.   ખાસ કરીને એવા નાના, ૫૦ મીટરથી ઓછા કદના એસ્ટરોઇડ, જે ખૂબ ઝડપથી પોતાની ધરી પર ફરી રહ્યા છે, જેમના પરથી   બધાં  જ ઉડ્ડયન-શીલ પદાર્થ તથા ધૂળ અવકાશમાં ચાલ્યા ગયા છે અને હવે માત્ર ખડક બચ્યા છે. ઇજનેરોએ આવા ચાર-પાંચ  એસ્ટરોઇડની યાદી બનાવી છે, જ્યાં માત્ર ૨.૫ કિલોગ્રામથી ઓછા ઈંધણના વપરાશ દ્વારા પહોંચી શકાય. આશા રાખીએ કે સૂક્ષ્મ-ગ્રહ માટેના આ સૂક્ષ્મ-યાનનું અભિયાન સફળ રહે!