मानवाला अनादी काळापासून रात्रीच्या आकाशात चमकणारे तारे, चंद्र, सूर्य आणि ग्रहांबद्दल प्रचंड कुतूहल राहिले आहे. या कुतूहलापोटीच खगोलीय वस्तूंचा अभ्यास, उपग्रह प्रक्षेपण आणि मानवाची अवकाश भरारी म्हणजेच अवकाश संशोधन या क्षेत्राचा पाया रचला गेला. प्राचीन काळी केवळ डोळ्यांनी किंवा साध्या दुर्बिणीने होणारे हे निरीक्षण आज अत्याधुनिक उपग्रह आणि महाकाय प्रक्षेपकांच्या साहाय्याने विश्वाच्या नवनवीन सीमा शोधण्यापर्यंत पोहोचले आहे.
अवकाश संशोधन समजून घेताना आपल्याला भारताची शिखर संस्था 'इस्रो' आणि तिच्या विविध मोहिमांचा सखोल अभ्यास करावा लागेल. या प्रकरणातील प्रत्येक महत्त्वाचा मुद्दा आणि त्यामागील तांत्रिक व वैज्ञानिक कारणे आपण खालीलप्रमाणे सविस्तर पाहूया.
१. इस्रो: भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था
भारताने अंतराळ क्षेत्रात स्वयंपूर्ण व्हावे आणि उपग्रह तंत्रज्ञानाचा वापर देशाच्या विकासासाठी व्हावा, या उद्देशाने भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेची स्थापना करण्यात आली.
स्थापना: इस्रोची अधिकृत स्थापना १५ ऑगस्ट १९६९ रोजी झाली. त्यापूर्वी १९६२ मध्ये पंडित जवाहरलाल नेहरू आणि डॉ. विक्रम साराभाई यांच्या प्रयत्नांनी 'इंडियन नॅशनल कमिटी फॉर स्पेस रिसर्च' ची स्थापना झाली होती, त्याचेच रूपांतर पुढे इस्रोमध्ये झाले.
मुख्यालय: इस्रोचे मुख्य प्रशासकीय कार्यालय बेंगळुरू, कर्नाटक येथे आहे. येथूनच सर्व अंतराळ मोहिमांचे नियोजन आणि नियंत्रण केले जाते.
सध्याचे अध्यक्ष: सद्यस्थितीत इस्रोचे अध्यक्ष एस. सोमनाथ हे आहेत. त्यांच्याच नेतृत्वाखाली भारताने चांद्रयान-३ आणि आदित्य-एल१ सारख्या ऐतिहासिक मोहिमा यशस्वी केल्या आहेत.
२. प्रमुख मोहिमा
भारताने अत्यंत कमी खर्चात आणि स्वदेशी तंत्रज्ञानाचा वापर करून जगात अव्वल स्थान पटकावले आहे. इस्रोच्या काही अत्यंत महत्त्वाच्या मोहिमा खालीलप्रमाणे आहेत:
अ) चांद्रयान मोहिमा (चंद्र मोहीम)
चंद्राचा अभ्यास करण्यासाठी भारताने आतापर्यंत तीन महत्त्वाच्या मोहिमा राबवल्या आहेत:
चांद्रयान-१: हे प्रक्षेपण २२ ऑक्टोबर २००८ रोजी पीएसएलवी प्रक्षेपकाद्वारे करण्यात आले. या मोहिमेचे सर्वात मोठे यश म्हणजे चंद्रावर पाण्याच्या रेणूंचा शोध लावणे होय. भारताच्या या शोधामुळे जगाचा चंद्राकडे पाहण्याचा दृष्टिकोन बदलला.
चांद्रयान-२: हे २२ जुलै २०१९ रोजी प्रक्षेपित करण्यात आले. यामध्ये ऑर्बिटर, लँडर (विक्रम) आणि रोव्हर (प्रज्ञान) यांचा समावेश होता. चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरताना लँडरशी संपर्क तुटल्यामुळे ही मोहीम अंशतः यशस्वी झाली, परंतु याचा ऑर्बिटर आजही चंद्राभोवती फिरत असून अचूक माहिती पाठवत आहे.
चांद्रयान-३: भारताची ही अत्यंत यशस्वी आणि ऐतिहासिक मोहीम १४ जुलै २०२३ रोजी प्रक्षेपित करण्यात आली. २३ ऑगस्ट २०२३ रोजी चांद्रयान-३ च्या लँडरने चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर यशस्वी मऊ उतरण (soft landing) केली.
शिवशक्ती पॉईंट: चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर ज्या ठिकाणी चांद्रयान-३ चे लँडर उतरले, त्या स्थानाला अधिकृतपणे 'शिवशक्ती पॉईंट' असे नाव देण्यात आले आहे. चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर उतरणारा भारत हा जगातील पहिला देश ठरला आहे.
ब) आदित्य-एल१ (सौर मोहीम)
सूर्याचा सखोल अभ्यास करण्यासाठी भारताने पाठवलेली ही पहिली अंतराळ मोहीम आहे. हे प्रक्षेपण २ सप्टेंबर २०२३ रोजी करण्यात आले.
एल१ म्हणजे काय?: पृथ्वी आणि सूर्य यांच्या दरम्यान पाच लॅन्ग्रेंज बिंदू आहेत, जिथे सूर्य आणि पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल एकमेकांना संतुलित करते. यातील पहिल्या बिंदूला म्हणजेच 'लॅन्ग्रेंज पॉईंट १' असे म्हणतात. हा बिंदू पृथ्वीपासून साधारणपणे १५ लाख किलोमीटर अंतरावर आहे.
उद्देश: या बिंदूवर उपग्रह ठेवल्यास कोणत्याही ग्रहणाशिवाय किंवा अडथळ्याशिवाय सूर्याचे सतत निरीक्षण करता येते. सूर्याभोवती असणारे कोरोनाचे तापमान, सौर वादळे आणि सौर वारे यांचा अभ्यास करणे हा या मोहिमेचा मुख्य हेतू आहे.
क) गगनयान (मानवी अंतराळ मोहीम)
भारताची पहिली मानवी अंतराळ मोहीम म्हणजे गगनयान होय. याद्वारे भारतीय अंतराळावीरांना पृथ्वीच्या खालच्या कक्षेत म्हणजेच साधारणपणे ४०० किलोमीटर उंचीवर पाठवले जाणार आहे आणि त्यांना सुरक्षितपणे परत पृथ्वीवर आणले जाईल.
व्योममित्र: गगनयान मोहिमेच्या मुख्य मानवी उड्डाणापूर्वी अंतराळात पाठवण्यासाठी इस्रोने एका मानवी रोबोटची (Humanoid Robot) निर्मिती केली आहे, ज्याचे नाव 'व्योममित्र' असे आहे. हा रोबोट अंतराळातील वातावरणाचा, दाबाचा आणि मानवी शरीरावर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास करेल, जेणेकरून मानवी मोहीम पूर्णपणे सुरक्षित राहील.
३. उपग्रहांचे प्रकार
अंतराळात फिरणाऱ्या खगोलीय वस्तूंना किंवा मानवनिर्मित यंत्रांना उपग्रह म्हणतात. त्यांचे प्रामुख्याने दोन प्रकार पडतात:
नैसर्गिक उपग्रह: कोणत्याही ग्रहाभोवती नैसर्गिकरी्या फिरणाऱ्या खगोलीय वस्तूला नैसर्गिक उपग्रह म्हणतात. उदाहरणार्थ, पृथ्वीचा एकमेव नैसर्गिक उपग्रह 'चंद्र' हा आहे.
कृत्रिम उपग्रह: मानवाने आपल्या गरजेसाठी, दळणवळणासाठी आणि संशोधनासाठी तयार केलेले व प्रक्षेपकांच्या साहाय्याने पृथ्वीच्या कक्षेत प्रस्थापित केलेले यंत्र म्हणजे कृत्रिम उपग्रह होय. भारताने १९७५ मध्ये आपला पहिला कृत्रिम उपग्रह 'आर्यभट' अंतराळात सोडला होता.
कृत्रिम उपग्रहांचे त्यांच्या कार्यानुसार खालील उपप्रकार पडतात:
इनसॅट (INSAT - Indian National Satellite System): हे उपग्रह प्रामुख्याने दूरसंचार, टेलिव्हिजन थेट प्रक्षेपण, रेडिओ आणि हवामान अंदाजासाठी वापरले जातात. हे भू-स्थिर कक्षेत (Geostationary Orbit) प्रस्थापित केले जातात, जी पृथ्वीपासून सुमारे ३६००० किलोमीटर उंचीवर असते.
नाविक (NavIC - Navigation with Indian Constellation): हा भारताचा स्वतःचा प्रादेशिक नकाशायंत्रणा उपग्रह समूह आहे. अमेरिकेच्या जीपीएस (GPS) प्रणालीप्रमाणेच नाविक भारताला आणि भारताच्या सीमेभोवतीच्या १५०० किलोमीटर क्षेत्रातील अचूक स्थानाची माहिती पुरवतो. यामध्ये ७ उपग्रहांचा समावेश आहे.
४. अंतराळ संशोधनाचे जनक
भारताला अंतराळ क्षेत्रात महासत्ता बनवण्यामागे दोन महान शास्त्रज्ञांचे योगदान अतुलनीय आहे:
डॉ. विक्रम साराभाई: यांना भारतीय अंतराळ कार्यक्रमाचे जनक (Father of Indian Space Program) मानले जाते. त्यांनी अंतराळ संशोधनाचा उपयोग केवळ संरक्षणासाठी किंवा प्रतिष्ठेसाठी न करता देशातील गरीब शेतकरी, हवामान अंदाज आणि शिक्षणासाठी व्हावा हा दूरदृष्टीकोन ठेवला. त्यांच्याच प्रयत्नांमुळे इस्रोची स्थापना झाली.
डॉ. ए.पी.जे. अब्दुल कलाम: यांना भारताचे 'मिसाईल मॅन' (Missile Man of India) म्हणून ओळखले जाते. त्यांनी भारताच्या उपग्रह प्रक्षेपक विकास कार्यक्रमात (विशेषतः SLV-३ च्या निर्मितीत) महत्त्वाची भूमिका बजावली. पुढे त्यांनी भारताच्या क्षेपणास्त्र विकास कार्यक्रमाचे नेतृत्व करून अग्नी, पृथ्वी यांसारखी शक्तिशाली क्षेपणास्त्रे देशाच्या संरक्षणासाठी विकसित केली.
Fact Box
स्पर्धा परीक्षेच्या दृष्टीने अतिशय महत्त्वाचे आणि थेट विचारले जाणारे वस्तुनिष्ठ तथ्ये खालीलप्रमाणे आहेत:
२३ ऑगस्ट - राष्ट्रीय अंतरिक्ष दिन: चांद्रयान-३ चे लँडर चंद्राच्या दक्षिण ध्रुवावर २३ ऑगस्ट २०२३ रोजी यशस्वीपणे उतरले. या ऐतिहासिक यशाच्या स्मरणार्थ केंद्र सरकारने २३ ऑगस्ट हा दिवस 'राष्ट्रीय अंतरिक्ष दिन' (National Space Day) म्हणून साजरा करण्याचे घोषित केले आहे.
भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन (२०३५): भारताने अंतराळ क्षेत्रात स्वावलंबी होण्यासाठी स्वतःचे आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक म्हणजेच 'भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन' (Bharatiya Antariksha Station) २०३५ पर्यंत उभारण्याचे महत्त्वाकांक्षी ध्येय निश्चित केले आहे.
पहिला भारतीय अंतराळवीर: ३ एप्रिल १९८४ रोजी सोव्हिएत युनियनच्या सोयुझ टी-११ मोहिमेद्वारे राकेश शर्मा अंतराळात जाणारे पहिले भारतीय नागरिक ठरले.
मुख्य प्रक्षेपण केंद्र: इस्रोचे मुख्य उपग्रह प्रक्षेपण केंद्र 'सतीश धवन अंतराळ केंद्र' हे श्रीहरिकोटा, आंध्र प्रदेश येथे आहे. हे ठिकाण पूर्व किनारपट्टीवर असल्याने उपग्रह प्रक्षेपणासाठी अत्यंत अनुकूल मानले जाते.
उपयोजनात्मक विश्लेषण
कृत्रिम उपग्रहांचा वापर आज आपल्या दैनंदिन जीवनाचा अविभाज्य भाग बनला आहे. हे उपयोजन विज्ञानाच्या दृष्टीने कसे कार्य करते, ते आपण समजून घेऊया:
टीव्ही थेट प्रक्षेपण आणि दळणवळण: आपण घरात बसून ज्या दूरदर्शन वाहिन्या किंवा थेट क्रिकेट सामने पाहतो, ते सर्व भू-स्थिर उपग्रहांच्या साहाय्याने शक्य होते. पृथ्वीवरून पाठवलेले सिग्नल हे उपग्रह ग्रहण करतात आणि पुन्हा पृथ्वीवरील डिश अँटेनाकडे परावर्तित करतात.
मोबाईल नेटवर्क आणि इंटरनेट: मोबाईल फोनवरील संभाषण आणि इंटरनेट डेटाचे वहन उपग्रहांद्वारे आणि पृथ्वीवरील टॉवर्सच्या जाळ्याद्वारे नियंत्रित केले जाते. दुर्गम भागात जिथे केबल पोहोचू शकत नाही, तिथे उपग्रह हा एकमेव संपर्क माध्यम ठरतो.
अचूक हवामान अंदाज: उपग्रहावर बसवलेले अत्याधुनिक कॅमेरे आणि सेन्सर्स पृथ्वीवरील ढगांची स्थिती, समुद्रातील हवेचा दाब आणि तापमानाचे निरीक्षण करतात. यामुळे चक्रीवादळ, मुसळधार पाऊस किंवा दुष्काळ यांसारख्या नैसर्गिक आपत्तींचा अचूक अंदाज काही दिवस आधीच मिळतो.
आपत्ती व्यवस्थापन: पूर, भूकंप किंवा जंगलातील वणवा यांसारख्या आपत्तीच्या वेळी बाधित क्षेत्राचे उपग्रहाद्वारे फोटो काढून बचाव कार्याचे नियोजन करणे सोपे जाते. यामुळे हजारो लोकांचे प्राण वाचवणे शक्य झाले आहे.
प्रमुख परीक्षा कल
Maha TET परीक्षेच्या मागील वर्षांच्या प्रश्नपत्रिकांचे विश्लेषण केले असता, अंतराळ संशोधन या घटकावर खालील मुद्द्यांवर वारंवार प्रश्न विचारले जातात:
अद्ययावत मोहिमा: चांद्रयान-३ च्या लँडरचे नाव (विक्रम) व रोव्हरचे नाव (प्रज्ञान) तसेच शिवशक्ती पॉईंट यावर थेट प्रश्न विचारण्याची दाट शक्यता आहे. आदित्य-एल१ मोहिमेतील 'एल१' चा अर्थ आणि अंतर विचारले जाते.
प्रक्षेपकांचे प्रकार: उपग्रहाला अंतराळात घेऊन जाणाऱ्या रॉकेटला प्रक्षेपक म्हणतात. इस्रोकडे प्रामुख्याने खालील प्रक्षेपक आहेत:
PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle): याला इस्रोचा 'Workhorse' (विश्वासू घोडा) म्हणतात, कारण याने अनेक यशस्वी मोहिमा पार पाडल्या आहेत.
GSLV / LVM3 (Launch Vehicle Mark 3): हे इस्रोचे सर्वात जड आणि शक्तिशाली रॉकेट आहे, ज्याचा वापर चांद्रयान-३ आणि गगनयानसाठी केला जात आहे.
SSLV (Small Satellite Launch Vehicle): लहान उपग्रहांचे कमी खर्चात आणि जलद गतीने प्रक्षेपण करण्यासाठी हे नवीन रॉकेट विकसित केले आहे.
ऐतिहासिक फॅक्ट्स: इस्रोची स्थापना वर्ष, अंतराळ संशोधनाचे जनक आणि भारताचा पहिला उपग्रह यावर नेहमीच प्रश्न फिरत असतात.
अध्यापनशास्त्रीय दृष्टीकोन (Pedagogy)
प्राथमिक आणि उच्च प्राथमिक वर्गात विज्ञान शिकवताना 'अवकाश संशोधन' हा घटक केवळ घोकंपट्टी करून शिकवण्याऐवजी विद्यार्थ्यांना प्रत्यक्ष अनुभवातून शिकवणे गरजेचे आहे.
दुर्बिणीचा वापर समजावून सांगणे: वर्गात विद्यार्थ्यांना दुर्बिणीची (Telescope) रचना कशी असते, त्यामध्ये अंतर्वक्र आणि बहिर्वक्र भिंगांचा वापर कसा केला जातो, हे प्रयोगाद्वारे दाखवावे. शाळेत शक्य असल्यास रात्रीच्या वेळी चंद्र आणि ग्रहांचे निरीक्षण दुर्बिणीच्या साहाय्याने घडवून आणावे. यामुळे विद्यार्थ्यांमधील खगोलशास्त्राची आवड वाढीस लागते.
व्हिडिओ आणि दृकश्राव्य माध्यमांचा वापर: इस्रोच्या अधिकृत संकेतस्थळावरून किंवा युट्युबवरून रॉकेट प्रक्षेपणाचे व्हिडिओ, चांद्रयानच्या लँडिंगचे अॅनिमेशन आणि अंतराळातील वजनरहित स्थितीचे व्हिडिओ वर्गात दाखवावे. यामुळे अमूर्त संकल्पना मूर्त स्वरूपात विद्यार्थ्यांच्या लक्षात राहतात आणि त्यांचा वैज्ञानिक दृष्टिकोन विकसित होतो.
रिव्हिजन नोट्स
अन्तिम वेळच्या उजळणीसाठी खालील महत्त्वाचे मुद्दे अत्यंत उपयुक्त ठरतील:
संस्था व स्थापना: इस्रो (ISRO) - १५ ऑगस्ट १९६९.
मुख्यालय व प्रक्षेपण केंद्र: मुख्यालय - बेंगळुरू; प्रक्षेपण केंद्र - श्रीहरिकोटा (सतीश धवन अंतराळ केंद्र).
पहिले पाऊल: भारताचा पहिला कृत्रिम उपग्रह 'आर्यभट' (१९ एप्रि १९७५).
चांद्रयान-३ यश: २३ ऑगस्ट २०२३ (राष्ट्रीय अंतरिक्ष दिन). चंद्रावरील उतरण्याचे स्थान - शिवशक्ती पॉईंट.
सूर्य मोहीम: आदित्य-एल१, लॅन्ग्रेंज बिंदू १ वर प्रस्थापित, अंतर १५ लाख किमी.
मानवी मोहीम: गगनयान, महिला रोबोटचे नाव - व्योममित्र.
प्रादेशिक जीपीएस: नाविक (NavIC), एकूण ७ उपग्रहांचा समूह.
महत्त्वाचे जनक: अवकाश जनक - डॉ. विक्रम साराभाई; मिसाईल मॅन - डॉ. ए.पी.जे. अब्दुल कलाम.
अवकाश संशोधन आणि इस्रो
Mock Test: 20 Questions | 20 Minutes
