નાસાનું “લગે-રહો” મંગળ-યાન : પર્સીવિઅરન્સ (Perseverance)

આજથી આશરે 30 માસ પહેલાં, વર્ષ 2018માં આપણે મંગળ ગ્રહની માટીના નમૂના પૃથ્વી પર લાવવાના મહત્વકાંક્ષી અંતરિક્ષ પ્રોજેક્ટની વાત કરી હતી. તે લેખમાં દર્શાવ્યા અનુસાર આખો પ્રોજેક્ટ એક રીલે રેસને મળતો આવે છે. હવે આ દોડનો પહેલો ખેલાડી પોતાના લક્ષ પર પહોંચવાની તૈયારીમાં છે. આજે આપણે આ દોડ-વીર વિષે વાત કરીશું

મંગળ- 2020 લોન્ચ 30 જુલાઇ 2020 (NASA/JPL)

આપણા 2018ના લેખમાં પ્રોજેક્ટના પ્રથમ યાન મંગળ-2020નો ઉલ્લેખ હતો. અમેરિકાની અંતરિક્ષ સંસ્થા નાસાનું આ યાન ગયા જૂલાઈ માસની 30 તારીખે અમેરીકાના કેપ કનાવરલ (Cape Canaveral) અંતરિક્ષ કેન્દ્ર (એપોલો અંતરિક્ષ યાનના લોન્ચ સ્થળની નજીક.) પરથી પોતાની યાત્રા પર રવાના થયું અને હવે આવતી તારીખ 18 ફેબ્રુઆરીએ (આપણા માટે 19 ફેબ્રુઆરી) 6 માસથી વધુ સમયની મુસાફરી બાદ મંગળ ગ્રહ પર ઉતરાણની તૈયારી કરી રહ્યું છે.

વર્ષ 2012ના ઓગસ્ટ માસમાં ક્યુરીઓસીટી (Curiosity) રોવર અથવા “બગી”, જે સત્તાવાર રીતે નાસાના “મંગળ વિજ્ઞાન પ્રયોગશાળા” (Mars Science Laboratory- માર્સ સાયન્સ લેબોરેટરી)નો ભાગ છે, સફળતા પૂર્વક મગળ ગ્રહ પર ઊતર્યું (માર્સ સાયન્સ લેબોરેટરીના મુખ્ય વૈજ્ઞાનિક એક ગુજરાતી, ડૉ. અશ્વિન વસાવડા છે.) ક્યુરીઓસીટીના ઉતરાણ બાદ તુરત જ, ડીસેમ્બર 2012માં નાસાએ તેની નવી, સુધારેલી આવૃત્તિ વર્ષ 2020માં મોકલવાનો નિર્ધાર જાહેર કર્યો. આ સુધારેલા રોવરને મંગળ ગ્રહ પર મોકલવાના મીશનને “મંગળ 2020” (Mars 2020) નામ અપાયું.

મંગળ ગ્રહ પર જીવનની શોધ માનવજાત માટે માનો એક ઘેલછા રહી છે. અત્યાર લગી મંગળ ગ્રહ તરફ મોકલવામાં આવેલા લગભગ દરેક અંતરિક્ષયાનનું મુખ્ય, કહો કે એકમાત્ર લક્ષ જીવનની શોધ રહ્યું છે. આપણું મંગળયાન પણ તેમાં અપવાદ રૂપ નથી. તેના પર રહેલા મીથેન વાયુ શોધવા માટેના ઉપકરણનું ધ્યેય પણ મંગળ પર જીવનની શોધમાં મદદ કરવાનું જ હતું! શરૂઆતના મંગળ મીશન ગ્રહ પર હાલમાં કોઇ જીવન છે કે નહીં તેની શોધ કરતાં હતાં. હવે નાસાનું ધ્યેય મંગળ ગ્રહ પર હાલમાં જીવનના અસ્તિત્વ ઉપરાંત ભૂતકાળમાં પાંગરેલા જીવનના ચિન્હ અથવા તો જીવનને પાંગરવા માટે જરૂરી પરિસ્થિતી- જેમ કે પ્રવાહી સ્વરૂપમાં પાણી- વિષે ખોજ કરવાનું છે. મંગળ 2020 મીશનનું રોવર પણ આ પરંપરાનું ભાગ છે, સાથે- સાથે તેના પર ભવિષ્યમાં માનવ અંતરિક્ષયાત્રીને મદદરૂપ થાય તેવા બે પ્રયોગાત્મક ઉપકરણ પણ છે.

વર્ષ 2020ની શરૂઆતમાં, જ્યારે રોવર લગભગ તૈયાર થઇ ગયું હતું, નાસાએ અમેરિકાની પ્રાથમિક તથા માધ્યમિક શાળાના વિદ્યાર્થી માટે રોવરનું નામ સૂચવવા એક સ્પર્ધાનું આયોજન કર્યું. આ સ્પર્ધામાં વર્જીનીયા રાજ્યના ૭માં ધોરણના વિદ્યાર્થી એલેક્ષ માથેરે (Alex Mather) રોવર માટે સૂચવેલું નામ Perseverance (પર્સીવિઅરન્સ) પસંદ થયું. “પર્સીવિઅરન્સ” શબ્દનો અર્થ ગુજરાતીમાં “ખંત”, “ધગશ” થાય, બીજી રીતે કહીએ તો, “લગે રહો”! મંગળ ગ્રહ પર જીવનના ચિન્હની શોધ માટેના માનવ પ્રયત્નની પૃષ્ઠભૂમિ પર આ નામ બરોબર બંધબેસતું લાગે. આમ આ સપ્તાહમાં પર્સીવિઅરન્સ રોવરને લઇને મંગળ 2020 મંગળ ગ્રહ પર ઉતરશે. (છબી સૌજન્ય: NASA)

3 મીટર લાંબું, 2.7 મીટર પહોળું અને 2.2 મીટર ઊંચું પર્સીવિઅરન્સ રોવર અત્યારે મંગળ ગ્રહ પર કાર્યરત ક્યુરીઓસીટી રોવરની મોટી આવૃત્તિ સમાન છે. 6 પૈડા વાળા રોવરનું વજન 1,025 કિલોગ્રામ છે. રોવર પર સૌથી વધુ ધ્યાન ખેંચતી ચીજ તેની આગળ રહેલો હાથીની સૂંઢ જેવો રોબોટિક “હાથ” છે. હાથના છેડે “પંજા” પર માટીમાં કાણું પાડવાના ડ્રિલ તેમજ બીજા ઉપકરણ લાગેલા છે. 7 ફૂટ લાંબો થઇ શકતો આ હાથ તેના “ખભા” તેમજ “કોણી” ઉપરાંત તેના “પંજા”ને વાળી શકે છે. ક્યુરીઓસીટીની માફક પર્સીવિઅરન્સ પર મંગળ ગ્રહની સપાટી પર રહેલી માટી અને પથ્થરનું પૃથક્કરણ કરવા માટેના ના, ડ્રિલ કરીને સપાટીની નીચેથી માટીના નમૂનાનું પૃથ્થકરણ કરવા માટેના અને હવામાનનો અભ્યાસ કરવા માટેના ઉપકરણ બેસાડેલા છે.

પર્સીવિઅરન્સ પરનું એક ઉપકરણ “સુપરકેમ” ખાસ ધ્યાન ખેંચે તેવું છે. ઉપકરણમાં એક શક્તિશાળી લેસર લગાવેલું છે, જે સાત મીટર દૂરથી પથ્થરને “ભસ્મ” કરવા જેટલું શક્તિશાળી છે. ભસ્મ થયેલા પથ્થરમાંથી નીકળતા ધૂમાડાનું કેમેરા વડે પૃથક્કરણ કરી પથ્થરનું રાસાયણિક બંધારણ અને ખાસ કરીને ભૂતકાળમાં ગ્રહ પર પાંગરેલા રહેલા જીવનના ચિન્હ શોધવાનું કામ આ ભગવાન શંકરની ત્રીજી આંખ જેવું ઉપકરણ હાલમાં ક્યુરીઓસીટી પર કરી રહ્યું છે અને પર્સીવિઅરન્સ પર પણ કરશે. આ ઉપરાંત પર્સીવિઅરન્સના સુપરકેમમાં એક માઇક્રોફોન બેસાડેલું છે. લેસર જ્યારે પથ્થરને ભસ્મ કરે ત્યારે થતાં “પોપ્” અવાજને ઝીલી લઇ, તેનું પૃથક્કરણ કરી આ માઇક પથ્થરના બંધારણના અભ્યાસમાં મદદ કરશે. આ માઇક મંગળ ગ્રહની વિખ્યાત (કે કુખ્યાત?) ધૂળના રજકણનો અભ્યાસ કરવામાં પણ મદદ કરશે. (છબી સૌજન્ય: CNES/ESA)

પરંતુ પર્સીવિઅરન્સનું સૌથી રસપ્રદ કામ તો લેખની શરૂઆતમાં જણાવ્યા મુજબ મંગળ ગ્રહની માટીના નમૂના પૃથ્વી પર પાછા લાવવાના પ્રોજેક્ટને લગતું છે. મંગળ ગ્રહની માટીના નમૂના પૃથ્વી પર લાવવાની અત્યારની યોજના મુજબ આ કાર્યને ત્રણ મીશનમાં વહેંચી દેવાશે. એક યાન નમૂના એકઠા કરી ગ્રહ પરની કોઇ ખાસ જગાએ મૂકી રાખશે. ભવિષ્યમાં બીજું યાન મૂકી રાખેલા નમૂનાને ચાંચીયાના ખજાનાની માફક નકશાની મદદ વડે શોધી તેને મંગળની કક્ષામાં લઇ આવશે અને ત્યાં ભમતા ત્રીજા યાનને સોંપશે, જે આ નમૂનાને પૃથ્વી પર લઇ આવશે. પર્સીવિઅરન્સ આ યોજનાનું પહેલું યાન છે. તે પોતાની સાથે 43 ખાસ બનાવેલી નળી લઇ ગયું છે. દરેક નળીમાં મંગળ ગ્રહની સપાટીનો આશરે 15 ગ્રામ વજનનો નમૂનો સમાઇ શકે છે. યોજના આવી ઓછામાં ઓછી 20 નળીમાં માટીના નમૂના ભેગા કરી ગ્રહ પર ખાસ જગાએ છોડી દેવાની છે.

પર્સીવિઅરન્સ મંગળની માટીના નમૂના શી રીતે લેશે

નમૂના ભેગા કરવા માટે યાનના ત્રણ રૉબોટ કામ કરશે. સૌ પ્રથમ એક રૉબોટ એક પછી એક નળીને યાનની આગળ રાખેલા મોટા રૉબોટિક “હાથ” (Arm- આર્મ)ને સોંપશે. રોબોટિક હાથ તેમાં રહેલા ડ્રીલિંગ મશીન મંગળની સપાટી પર 5 સેં.મી ઊંડું છિદ્ર પાડી માટી/પથ્થરના નમુના આ નળીમાં એકઠા કરશે. અને નળી પાછી પહેલા રૉબોટને આપી દેશે. પહેલો રૉબોટ નમૂના ભરેલી નળીને ત્રીજા રૉબોટને આપશે. આ રૉબોટ નળીમાં એકઠા થયેલા નમૂનાના વજનનો ક્યાસ કાઢશે અને નળીને સીલ કરી સાચવીને રાખી દેશે. નમૂના એકઠા કરવા માટેની નળીની ખૂબ કાળજીપૂર્વક સફાઈ કરવામાં આવી છે, જેથી મંગળની માટી સાથે પૃથ્વી પરની કોઇ અશુદ્ધિ ભળી ન જાય. ઉપરાંત યાનમાં પાંચ નળી એવી રાખવામાં આવી છે, જે નમૂના ભેગા કરતી વખતે ખોલવામાં તો આવશે, પરંતુ તેમાં નમૂના ભેગા કરવામાં નહીં આવે. આવી નળીના અભ્યાસથી બાકીની, નમૂના સાથેની નળીમાં પૃથ્વી પરથી આવેલી અશુદ્ધિનો અંદાજ મેળવવામાં આવશે. આવી નળીને “સાક્ષી” (witness- વિટનેસ) નળી કહે છે. નમૂના એકઠા કર્યા બાદ પર્સીવિઅરન્સ મંગળ ગ્રહ પર ઇજનેરો નક્કી કરે તે જગાએ નમૂના ભરેલી તથા વિટનેસ નળીને છોડી દેશે. આ નમૂના 7-8 વર્ષ મંગળ પર પડ્યા રહેશે, કેમ કે અત્યારની યોજના મુજબ નમૂનાને પાછા લાવવા માટેના યાનની તે પહેલાં મંગળ ગ્રહ પર પહોંચવાની કોઇ શક્યતા નથી.

જીવનની શોધ તથા માટીના નમૂના એકઠા કરવાના મુખ્ય કાર્ય ઉપરાંત પર્સીવિઅરન્સ બે બીજા નાના, પણ ભવિષ્ય માટે ખૂબ મહત્વના એવા પ્રયોગાત્મક સાધન પોતાની સાથે લઇ જઈ રહ્યું છે. વર્ષ 2015માં બનેલી ફિલ્મ “ધ માર્શીયન” (The Martian) માં મંગળ ગ્રહ પર ટકી રહેવા માટેનું એક અગત્યનું ઉપકરણ મંગળ ગ્રહના વાતાવરણમાંથી પ્રાણવાયુ (Oxygen-ઑક્ષીજન) ઉત્પન્ન કરવા માટેનું હતું. પર્સીવિઅરન્સ બરોબર આવા જ એક ઉપકરણની નાની આવૃત્તિ પોતાની સાથે લઇ જઇ રહ્યું છે. 9” X 9”X 12” નું ટચૂકડું “મોક્ષી” (MOXIE) મંગળના વાતાવરણમાં રહેલા અંગારવાયુ (Carbon Dioxide -કાર્બન ડાયોક્ષાઇડ) ને વિદ્યુત-રાસાયણિક (Electro-chemical : ઇલેક્ટ્રો-કેમિકલ) પ્રક્રિયા વડે કલાકના 10 થી 20 ગ્રામના દરથી પ્રાણવાયુમાં ફેરશે. જો આ પ્રયોગ સફળ રહે તો તેની મોટી આવૃત્તિ ભવિષ્યમાં મંગળ ગ્રહ પર ઉતરનાર અંતરિક્ષ-યાત્રી માટે ખૂબ ઉપયોગી થાય.

ભવિષ્યના અંતરિક્ષ-યાત્રી (અને વસાહતી)ને મદદરૂપ થાય તેવી બીજી ટેકનોલોજી છે મંગળ-હેલિકોપ્ટર. મંગળ ગ્રહ પરનું વાતાવરણ ખૂબ જ પાતળું છે. મંગળની સપાટી પર હવાનું દબાણ પૃથ્વીની સપાટી પર હવાના દબાણના આશરે 150માં ભાગ જેટલું જ છે. આટલી પાતળી હવામાં ઉડવા માટે વજનમાં ખૂબ હલકું અને મોટા પંખા વાળું હેલિકોપ્ટર જોઇએ. પર્સીવિઅરન્સ પોતાની સાથે આવા હેલિકોપ્ટરનું એક નાનું મોડેલ “ઇન્જન્યુટિ” (Ingenuity) અથવા “ચાતુર્ય”, પોતાની સાથે લઇ ગયું છે. ઇજેનરોને આશા છે કે 1.8 કિલોગ્રામ વજનનું વીજળી દ્વારા સંચાલિત આ હેલિકોપ્ટર 90 સેકન્ડ માટે મંગળની સપાટીથી 3-4 મીટર ઉપર, આશરે 300 મીટર દૂર સુધી ઊડી શકશે. કલાકના માત્ર 10 ગ્રામ પ્રાણવાયુ બનાવતા અને માત્ર 90 સેકન્ડ માટે ઉડી શકતા આ ઉપકરણ આપણને નગણ્ય લાગે પરંતુ તેઓ ભવિષ્યની મંગળ વસાહત માટે પાયારૂપ ટેકનોલોજીને ચકાસી જોવાનું પહેલું સોપાન છે.

પૃથ્વીથી મંગળ સુધીની છ-સાત માસની મુસાફરી દરમ્યાન પર્સીવિઅરન્સ એક છીપ જેવા યાનના કવચમાં સુરક્ષિત છે. પરંતુ આપણા ચંદ્રયાન-2ના અનુભવ મુજબ આખા મીશનનો સૌથી વધુ જોખમી તબક્કો ગ્રહ પર ઉતરાણ વખતનો છે. તેમાં પણ મંગળ ગ્રહ પરના ઉતરાણ લગભગ બધી અંતરિક્ષ સંસ્થા માટે કમનસીબ નીવડ્યા છે. વર્ષ 1998-99માં તો માત્ર નાસાના જ ત્રણ યાન મંગળ ગ્રહ પર ઉતરવામાં નિષ્ફળ રહ્યા હતાં! ચંદ્રથી વિપરિત મંગળ ગ્રહ પર આછું-પાતળું પણ વાતાવરણ છે, જે યાનના ઉતરાણ માટે આશીર્વાદ અને અભિશાપ બેઉ છે. વાતાવરણ સાથેનું ઘર્ષણ યાન માટે બ્રેકની ગરજ સારે છે, તેની ગતિ ઓછી કરવામાં મદદ કરે છે. વળી વાતાવરણની હાજરીને કારણે મંગળ ગ્રહ પર પેરાશૂટ વાપરી શકાય છે. આ સામે યાનનો મંગળ ગ્રહના વાતાવરણમાં કલાકના 20,000 કિલોમીટરની ગતિ સાથે પ્રવેશ વાતાવરણની સાથેના ઘર્ષણને કારણે જે ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે, તેને કારણે યાનના બહારના ભાગનું ઉષ્ણતામાન 1,300^o સેલ્સિયસ જેટલું પહોંચી જાય. યાનની બહાના ભાગમાં લગાવેલું ખાસ આવરણ યાનની અંદર રહેલા પર્સીવિઅરન્સ તથા બીજા ઉપકરણની આ ગરમીથી રક્ષા કરશે. વાતાવરણનું ઘર્ષણ તથા પેરાશૂટ ગતિ ઓછી તો કરી શકે, પરંતુ આંચકા વગરના નિયંત્રિત ઉતરાણ માટે તે પૂરતાં નથી. વર્ષ 2012માં ક્યુરીઓસીટીના ઉતરાણ પહેલાં નાસાના નાના કદના રોવર પોતાના કવચ સરખા યાનમાં જ મંગળ પર ઉતરાણ કરતાં હતાં અને ઉતરાણ વખતના આંચકાને પચાવવા એરબેગ જેવી હવા ભરેલી ગાદીનો ઉપયોગ કરતાં.

ક્યુરીઓસીટી જેવા મોટા રોવર માટે એરબેગ વાપરીને ઉતરવામાં ગબડી પડવાનો ડર રહે, તેથી નાસાએ બીજો ઉપાય વિચાર્યો. પેરાશૂટ દ્વારા ગતિ ઓછી કર્યા બાદ રોવરના કવચ-યાનનો ઉપરનો ભાગ પેરાશૂટ સાથે છૂટો પડી જાય છે (નીચેનો ભાગતો પહેલાં જ છૂટો પડી ચૂક્યો હશે), હવે રોવર અને તેના ઉપર લાગેલું જેટ-પેક જેવું ડીસેન્ટ-સ્ટેજ (Descent Stage) અર્થાત્ ઉતરાણ-તબક્કો તેમના કવચની બહાર હશે. ડીસેન્ટ-સ્ટેજ પર બેસાડેલા આઠ નાના રોકેટ એન્જીન યાનની નીચે ઉતરવાની ગતિ કલાકના 3 કિ.મીથી ઓછી કરશે (વાચક મિત્રોને યાદ હશે કે આપણા ચંદ્રયાન-2ના ઉતરાણ માટે પણ આ ડીસેન્ટ-સ્ટેજને મળતી આવતી રચના હતી) . હવે 7 મીટર લાંબા દોરડા પર ડીસેન્ટ-સ્ટેજની નીચે લટકતું રોવર મંગળ પર ઉતરવા તૈયાર છે. ધીમે-ધીમે ઉતરતા રોવરના પૈડા મંગળની સપાટીને સ્પર્શ કરે કે તુરત જ ડીસેન્ટ-સ્ટેજ દોરડા સાથે પોતાને રોવરથી અલગ કરી દૂર ઉડીને મંગળની સપાટી પર પડે, જેથી તે રોવરને નુકસાન ન કરે.

નાસાનું આવું, લગે-રહો મંગળયાન ભારતીય સમય અનુસાર તારીખ 19 ફેબ્રુઆરી 2021ની વહેલી સવારે આશરે 2:25 વાગે મંગળ પર ઉતરશે. નાસાની યુ-ટ્યુબ ચેનલ પર ઉતરાણ સમયે મીશન-કન્ટ્રોલ રૂમ જોઇ શકાશે. અલબત, હાલમાં રેડિયો સીગ્નલને મંગળથી પૃથ્વી સુધી પહોંચતા આશરે 11 મીનીટ લાગે છે, તેથી ઉતરાણની સફળતાના સમાચાર અને તેની છબી મળવામાં થોડો વખત લાગી શકે છે.

સૂચન તથા ટિપ્પણી હંમેશ મુજબ આવકાર્ય!

શેર કરો