અનોખી રીલે-રેસ

લેખક : શ્રી સી. એમ. નાગરાણી – શ્રી આર. કે. દવે

શુક્ર તથા મંગળ ગ્રહ બન્ને સૂર્ય-મંડળમાં (Solar System- સોલાર સીસ્ટમ) પૃથ્વીના પડોશી છે. શુક્ર પૃથ્વીથી અંદરની બાજુ, સૂર્ય તરફ છે તો મંગળ બહારની બાજુ. મોડી સાંજે અથવા વહેલી સવારે ચમકતા શુક્રને ધણી પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓ એ રૂપ તથા પ્રેમનું  પ્રતીક માન્યો છે.  બીજી બાજુ લાલ રતુમડો મંગળ ગ્રહ ગુસ્સા અને યુદ્ધની યાદ અપાવે છે. નરી આંખે જોતાં ઉપસતી શુક્ર તથા મંગળ ગ્રહની આ છબી તેમના તરફ  દૂરબીન (Telescope-  ટેલીસ્કોપ) માંડતા જ બદલાઈ જાય છે. દૂરબીનમાં શુક્ર ઘેરા વાદળ વડે ઢંકાયેલ   એક શુષ્ક ગોળો માત્ર દેખાય છે. તેની સપાટી જોઇ શકાતી નથી. વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે આ વાદળ ગંધકના તેજાબ (Sulfuric Acid – સલ્ફ્યુરિક એસીડ)ના છે.

શુક્રની આ હાલત આપણને જેની ચિંતા છે તે ગ્લોબલ વોર્મીંગની (Global Warming) પરાકાષ્ઠા રૂપે થઇ હોવાનું મનાય છે. આ સામે દૂરબીનનો મંગળ ગ્રહ રસપ્રદ છે. તેના પર નદી તથા પર્વત જેવી રચના જોવા મળે છે. મંગળ ગ્રહ પર આછું-પાતળું વાતાવરણ પણ છે

અને તેથી તેના પર ૠતુ  પ્રમાણે ફેરફાર પણ જોવા મળે છે- જેમ કે  શિયાળામાં મંગળ ગ્રહનો ધ્રુવ પ્રદેશ સફેદ બરફની ચાદરથી ઢંકાયેલો દેખાય છે.  સન ૧૮૭૭માં ઈટાલીના ખગોળશાસ્ત્રી ગોવની શ્કાપારેલી ( Giovanni Schiaparelli) ને તો મંગળ ગ્રહ પર પાણીની નહેર પણ દેખાઈ! ત્યારબાદ ઘણા ખગોળશાસ્ત્રીઓ એ નહેર ઉપરાંત મંગળ ગ્રહ પર મહાસાગર તથા ભૂખંડ જોયાનો દાવો પણ કર્યો. નહેર હોય તો નહેરને બનાવનાર પણ હોવા જોઇએ!  સન ૧૮૯૮માં પ્રકાશિત એચ. જી વેલ્સ (H. G. WellS)ની નવલકથા  War of the Worlds અર્થાત્ “દુનિયાઓની લડાઇ” કદાચ મંગળ ગ્રહના માનવીની સૌથી જાણીતી કલ્પના છે.  આ કલ્પનાની પરાકાષ્ઠા ૩૦ ઓક્ટોબર ૧૯૩૮ના દિવસે આવી જ્યારે ૨૩ વર્ષના ઓર્સન વેલેસ (Orson Welles)ના  રેડીઓ નાટક  “મંગળના માનવીની પૃથ્વી પર ચડાઇ” ને સાચા સમાચાર માનીને આખા અમેરિકામાં ગભરામણ ફેલાઈ ગઈ!

છેલ્લા પચાસેક વર્ષના અંતરિક્ષ સંશોધને મંગળના માનવીની વાત માત્ર કલ્પના જ છે એ તો પ્રમાણિત કરી દીધું, પરંતુ તેના પર જોવા મળેલ મિથેન (Methane) વાયુ,  જૂના નદી પ્રવાહના અવશેષ,  ભૂતકાળમાં પ્રવાહી પાણીના અસ્તિત્વના સાક્ષી સમાન ખનિજ હેમેટાઇટ (Hematite) વગેરે પુરાવાના કારણે હાલમાં અથવા ભૂતકાળમાં મંગળ ગ્રહ પર કોઇક સ્વરૂપે જીવનના અસ્તિત્વની  સંભાવના નકારી શકાય તેમ નથી. તેથી જ મંગળ ગ્રહને લગતા સંશોધનના કેન્દ્ર સ્થાને તેના પર જીવનના ચિન્હની ખોજ છે. આ સંશોધનનું એક મહત્વનું અંગ મંગળ ગ્રહની માટી તથા તેના પથ્થરના નમૂના પૃથ્વી પર લાવી જુદી-જુદી પ્રયોગશાળામાં, જુદા-જુદા ક્ષેત્રના  નિષ્ણાત વૈજ્ઞાનિક દ્વારા તેમનું પૃથક્કરણ કરવાનું છે. અમેરિકાની નેશનલ એકેડેમી ઑફ સાયન્સ (National Academy of Science) દરેક દશકની શરૂઆતમાં  અમેરિકાની અંતરિક્ષ સંસ્થા નાસા (NASA)ને આવનાર દશકમાં કયા સંશોધનની જરૂર છે તેને લગતી ભલામણ કરે છે. સન ૨૦૧૧માં આ ગ્રહોને લગતા સંશોધન માટેની ભલામણમાં સર્વોચ્ચ સ્થાન પર મંગળની માટી તથા પથ્થરના નમુના પૃથ્વી પર લાવવાની બાબત હતી.  આમતો આ સદીની શરૂઆતથી જ અંતરિક્ષ ઇજનેર મંગળની માટીના નમૂના પૃથ્વી પર લાવવા માટેના મીશન વિષે વિચારી રહ્યા છે. આ મીશનને Mars Sample Return (MSR)  નામ અપાયું છે. “ઝાઝા હાથ રળિયામણા” એ ન્યાયે અમેરીકાની નાસા અને યુરોપની ઇસા (ESA) એ ભેગા મળીને MSRનો પ્રારંભ કરવાનો મનસૂબો આજથી બાર-પંદર વર્ષ પહેલાં કર્યો હતો પરંતુ સીમિત બજેટને કારણે આ બાબતમાં કોઇ ઠોસ પ્રગતિ થઇ શકી નથી. હવે તારીખ ૨૬ એપ્રિલ ૨૦૧૮ના રોજ ઇસા દ્વારા પ્રકાશિત સમાચાર પ્રમાણે ફરી એક વખત  ઇસા તથા નાસા  આ દિશામાં સક્રિય રીતે પ્રયત્ન કરવાનો નિર્ધાર કરી ચૂક્યા છે.

કૃત્રિમ ઉપગ્રહ અને અવકાશયાન  નો યુગ શરૂ થયો ત્યારથી જ મંગળની ભૌગોલિક અને વાતાવરણીય અવસ્થાને ખૂબ નજીકથી સમજી ત્યાં જીવન હોવાની અથવા જીવસૃષ્ટિ પાંગરવાની શક્યતાને ચકાસવા  માટે અનેક અવકાશયાન એની તરફ મોકલવામાં આવ્યા છે. શરૂઆતમાં યાન મંગળની નજીકથી પસાર થઇ તેનું અવલોકન કરતાં. ત્યારબાદ સન ૧૯૭૧માં  સોવિયેત રશિયાને યાનને મંગળની  ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવામાં સફળતા મળી. સન ૧૯૭૬માં નાસાના વાયકિંગ -૧ (Viking-1) તથા વાયકિંગ-૨ (Viking-2)ને મંગળની સપાટી પર ઊતરવામાં સફળતા મળી અને મંગળ પર ઊતરીને અભ્યાસ કરનાર લેન્ડર (Lander) યાનનો યુગ શરૂ થયો.  સન ૧૯૯૭માં નાસાનું પાથ ફાઇન્ડર (Path Finder ), સોજર્નર (Sojourner) નામની નાની, પ્રાયોગિક બગી (Rover- રોવર) લઇને મંગળ ગ્રહ પર ઉતર્યું અને   સન ૨૦૦૪માં નાસાની બે, પુરી રીતે સજ્જ બગી  સ્પીરીટ (Sprit) તથા ઓપોર્ચ્યુનીટિ (Opportunity) મંગળ પર ઉતરી અને તેમને ગ્રહ પર ફરતા રહી, આજુબાજુ લટાર મારી એની ધરતીમાં ધરબાયેલા ખનીજ અને અસ્મિઓનો ભૌતિક, રાસાયણિક તથા જીવ-વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ કરવામાં સફળતા મળી.

આજે પણ ચાર-પાંચ અવકાશયાનો મંગળ ગ્રહની આસપાસ ખૂબ નજીકની કક્ષામાં ફરતા રહી ઝીણવટ ભરી શોધખોળ કરી રહ્યા છે. સન ૨૦૦૪માં ઊતરેલ  ઓપોર્ચ્યુનીટી અને ત્યારબાદ મોકલવામાં આવેલ ક્યુરીઓસીટી (Curiosity) નામની બગી  પણ કાર્યરત છે.  સન ૨૦૧૪માં મંગળ ગ્રહની કક્ષામાં પહોંચેલું આપણું મંગળયાન પણ આ શોધખોળમાં યથાશક્તિ પ્રદાન કરી રહ્યું છે. MSR આ યશસ્વી પરંપરાનું  સાહજિક સોપાન હશે.

મંગળની ધરતી પરથી નમૂનાઓ ભેગા કરી, એને યાનમાં મૂકી એ યાનને ફરીથી મંગળની ધરતી પરથી ઉડ્ડયન કરાવી મંગળની ભ્રમણકક્ષામાં લાવવાનું અને ત્યાંથી પૃથ્વી પર પહોંચડવાનું કામ કપરું તો છે જ, પરંતુ એ ખૂબ ખર્ચાળ પણ છે કેમ કે મંગળ ગ્રહ પરથી અવકાશયાનને તેની ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવા તથા મંગળની ભ્રમણકક્ષામાંથી યાનને પૃથ્વી પર લાવવા ઘણા બધા ઇંધણની જરૂર પડે. હાલની ટેકનોલોજી પ્રમાણે આ ઇંધણ મંગળ પર તો મળી શકે તેમ છે નહીં તેથી યાનને પાછું પૃથ્વી પર લાવવા માટેનું ઇંધણ પણ  પૃથ્વી પરથી જ લઇ જવું પડે, જેને કારણે યાનનું વજન ખૂબ વધી જાય. વળી વણખેડાયેલ સાહસમાં અણધારી મુસીબતો અને સફળતાની અનિશ્ચિતતા પણ ખરી!

MSR મીશન પાર પાડવાના એકથી વધુ વિકલ્પ છે. પરંતુ દરેક વિકલ્પની રૂપરેખા એક સરખી, કઇંક અંશે ચંદ્ર પર માનવી મોકલવાના એપોલો મીશન જેવી છે. પૃથ્વી પરથી એક યાનને  રોકેટ પૃથ્વીની કક્ષામાં લઇ જાય. પૃથ્વીની કક્ષાથી યાન પોતાનું રોકેટ વાપરી મંગળની કક્ષામાં પહોંચે.  મંગળની કક્ષામાં  યાનમાં થી  એક ઉપ-યાન  છૂટું  પડી મંગળની સપાટી પર ઊતરે. માટી તથા પથ્થરના નમૂના ભેગા કરીને નીચે ઉતરેલા ઉપ-યાનનો એક ભાગ  ઉપર ઊડીને કક્ષામાં ફરતા યાન સાથે જોડાઈ જાય તથા સાથે લાવેલા નમૂના તેને સોંપી ફરી છૂટો પડી જાય. બાકીનું યાન નમૂના સાથે પૃથ્વીની કક્ષામાં પાછું ફરે અને છેવટે તેમાંથી માત્ર નમૂના સાથેનો ભાગ પૃથ્વી પર ઊતરે. આમ પૃથ્વી પરથી ઉપડેલા મોટા યાનમાં થી નમૂના સાથેનો એક નાનો ભાગ જ પૃથ્વી પર પાછો ફરે. મીશનના દરેક તબક્કે જેનો ઉપયોગ ન હોય તે ભાગ ને છોડીને બાકીનું યાન આગળ વધી જાય. જાણે માટીના નમૂના સાથેની રીલે રેસ (Relay Race)!  આમ કરવાનું કારણ ઇંધણનો બચાવ કરવાનું છે.

 

 

MSR મીશન માટેનો પહેલો વિકલ્પ હતો રૂપરેખામાં સામેલ બધા કાર્ય માટે એક જ અવકાશયાનનો ઉપયોગ કરવાનો. યાનનું વજન ઓછું રાખવા માટે તેમાં વિદ્યુતચાલક પ્રવેગ પ્રણાલી (Electrical Propulsion System- ઇલેક્ટ્રિક પ્રપ્લશન સીસ્ટમ ) વાપરવાનો વિચાર હતો. સામાન્ય રીતે અવકાશયાનના  રોકેટમાં  જે ઇંધણ વાપરવામાં આવે છે તે પોતાની રાસાયણિક શક્તિ વાપરી યાનને ધક્કો મારે છે. આ સામે વિદ્યુત વડે ચાલતા રોકેટમાં ઇંધણ તરીકે રાખેલા વાયુના આયન બનાવી તેમને વિદ્યુત ક્ષેત્ર ( Electric field- ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ) દ્વારા પ્રવેગ (acceleration એક્સલરેશન)-  આપી બહાર ધકેલવામાં આવે છે. રાસાયણિક રોકેટ સામે વિદ્યુત રોકેટ એટલાજ ધક્કા માટે પાંચ થી દસ ગણું ઓછું ઇંધણ વાપરે છે, જે અવકાશયાનનું વજન ઓછું રાખવામાં મદદ કરે છે. પરંતુ બીજી બાજુ વિદ્યુત એન્જીનની શક્તિ ઓછી હોય છે તેથી તે યાનને ઝડપથી ગતિ આપી શકતું નથી. ઉપરાંત ઇલેક્ટ્રિક રોકેટ વિદ્યુત ખૂબ વાપરે છે અને તેના માટે ૧૦ કિલોવોટ થી વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે તેવી સૌર-પેનલની જરૂર પડે.   તેથી પૃથ્વી કે મંગળની સપાટી પરથી યાનને ઉપાડવા માટે તો રાસાયણિક રોકેટનો જ ઉપયોગ કરવો પડે. પરંતુ એક વખત યાન પૃથ્વી કે મંગળની કક્ષામાં પહોંચી જાય ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રિક રોકેટ પોતાના ધીરા પરંતુ મક્કમ અને સતત ધક્કાથી યાનને જરૂરી ગતિ પૂરી પાડે.

આમ એક યાનના વિકલ્પમાં પાંચેક ટનનું યાન શક્તિશાળી રોકેટ વડે પૃથ્વીની સપાટી પરથી પૃથ્વીની કક્ષામાં પહોંચે. ત્યારબાદ પુરું  યાન ઇલેક્ટ્રિક રોકેટની મદદથી મંગળની કક્ષામાં પહોંચે. મંગળની કક્ષામાં પહોંચ્યા પછી તેમાંથી નમૂના ભેગા કરવા માટેનું લેન્ડર તથા મંગળની સપાટી પરથી નમૂનાને મંગળની કક્ષામાં પહોંચાડવા માટેનું યાન Mars Ascent Stage (માર્સ એસેન્ટ સ્ટેજ)- ટૂંકમાં MAS- છૂટા પડી મંગળ પર ઊતરે અને બાકીનું યાન મંગળની કક્ષામાં ફરતું રહે. માટી તથા પથ્થરના નમૂના ભેગા થયા બાદ માત્ર MAS તેમને લઇ મંગળની સપાટી પરથી મંગળની કક્ષામાં પહોંચે અને ત્યાં ફરતા યાનને નમૂના સોંપી દે.      અને આ ફરતું યાન ઇલેક્ટ્રિક રોકેટની મદદથી પૃથ્વીની કક્ષામાં પાછું આવી જાય.

પરંતુ આ બધું સમુંસૂતરું અને સુનિયોજિત રીતે પાર પડે એ માટે કેટલાક પ્રારંભિક પ્રયોગ કરવા પડે જેમાં કેટલાય વર્ષ નીકળી જાય. સમાંતરપથ વાળી બીજી યોજના નાસા તથા ઇસાને વધારે અનુકૂળ લાગે છે. એમાં કૂલ ત્રણ અવકાશયાનનો ઉપયોગ કરવાનું આયોજન છે.

પ્રથમ એક અવકાશયાન લેન્ડર તથા રોવરને પોતાની ગોદમાં લઇ પૃથ્વીની સપાટીથી રવાના થઇ મંગળની ધરતી પર ઊતરાણ કરશે. તેનું રોવર જૂદું પડીને ખાસ પ્રકારના સાધન દ્વારા મંગળના વિવિધ સ્થળોએથી નમૂનાઓ કંડોરીને સીલ-બંધ ડબ્બીઓમાં એકત્ર કરશે.

એ સમય દરમ્યાન બીજું એક અવકાશયાન મંગળની કક્ષામાં મોકલવામાં આવશે. એમાં એક લેન્ડર  અને એક નાનકડા  રોવર ઉપરાંત મંગળની સપાટી પરથી ફરી ઉડ્ડયન કરવા માટેનું  MAS પણ હશે. આ યાન જ્યારે મંગળની સપાટી પર ઊતરશે ત્યારે એમાંથી નાનકડું રોવર બહાર આવી પેલા ભારેખમ રોવર દ્વારા એકત્રિત કરાયેલા નમૂનાઓની ડબ્બીઓ હાથવગી કરી MAS  પાસે પાછું આવી જશે. MAS આ ડબ્બીઓ લઇ મંગળની ધરતી પરથી ઉડાન ભરી મંગળની કક્ષામાં આવી જશે.

ત્યાં ત્રીજું યાન ફરતું તૈયાર જ હશે.  MAS નમૂનાની ડબ્બીઓ આ ત્રીજા યાનને સુપ્રદ કરી દેશે ત્યારબાદ ત્રીજું અવકાશયાન પોતાના શક્તિશાળી એન્જીન ચાલુ કરી પૃથ્વીની ધરતી પર આવી જશે.

MSR ના આ ત્રણ યાન વાળા વિકલ્પનું પ્રથમ, નમૂના એકત્ર કરવા માટેનું યાન, નાસાની મંગળ ૨૦૨૦ બગી (Mars 2020 Rover- માર્સ ૨૦૨૦ રોવર) રૂપે સજ્જ થઇ રહ્યું  છે.  આ યાન સન ૨૦૨૧માં મંગળ પર પહોંચશે. બગી પર મંગળની માટી તથા પથ્થરના નમૂના એકત્ર કરવા માટેના સાધન છે, જે મંગળની સપાટી પરની માટીના નમૂના ઉપરાંત નીચે રહેલા પથ્થરમાં કાણું

પાડી ૧૩ મીલીમીટર ના વ્યાસ વાળા, ૬૦ મીલીમીટર લાંબા પથ્થર પણ ભેગા કરશે. દરેક નમૂનો એક અલગ, સીલબંધ  નળીમાં ભેગો કરાશે જેથી નમૂના યાન અથવા પૃથ્વી પરની કોઇ પણ ચીજ વસ્તુ- જેમ કે વાતાવરણ, જીવાણુ વગેરે – થી દૂષિત (Contaminate- કન્ટામીનેટ) ન થાય.

કમનસીબે નમૂના એકત્ર કરવા માટે ના યાન સીવાયના MSR માટે જરૂરી એવા  બાકીના બે યાનનું કોઇ પણ આયોજન હાલ પૂરતું થયું નથી. આથી બની શકે કે માર્સ ૨૦૨૦ રોવરને નમૂનાની ડબ્બી રૂપી MSR રેસની બેટન લાંબા સમય માટે પોતાની પાસે સાચવીને રાખવી પડે!

મંગળની ફરતી પરથી એકત્ર કરાયેલા આ નમૂનાની ડબ્બીઓ નાસા તથા ઇસા દ્વારા નમૂના કોઇ પણ રીતે દૂષિત  ન થાય એવી ચોકસાઈથી વિવિધ દેશની પ્રયોગશાળામાં આધુનિકતમ સાધન દ્વારા અભ્યાસ કરવા મોકલવામાં આવશે. આશા છે કે આ નમૂના મંગળની હાલની અવસ્થા અને વર્ષો પહેલાં ત્યાં કોઇ જીવસૃષ્ટિ પાંગરી હતી કે નહીં તેનો સચોટતમ અભ્યાસ કરી શકાશે.