डिप स्पेस नेटवर्क... विनीत वर्तक ©
कोणत्याही अवकाश मोहिमेसाठी अत्यंत गरजेचं असतो तो म्हणजे संपर्क. १९५० च्या दशकात म्हणजेच शीत युद्धाच्या काळात अमेरिका आणि रशिया ह्यांच्यात अवकाश स्पर्धा सुरु झाली होती. ह्या चढाओढीत निर्णायक आघाडी घेण्याची जबाबदारी नासा च्या 'जेट प्रपोलशन लॅबोरेटरी' म्हणजेच जे.पी.एल. कडे होती. अवकाश तंत्रज्ञानात जर आघाडी घ्यायची असेल तर पृथ्वीपासून लांब पाठवणाऱ्या उपग्रहांशी संपर्क सगळ्यात महत्वाचा भाग होता. नासा ने ह्या संपर्कसाठी एका मिशनवर काम सुरु केलं. हे मिशन म्हणजेच नासा च डिप स्पेस नेटवर्क. ह्या संपर्क प्रणाली ने अवकाश संशोधनाचे पूर्ण संदर्भ बदलवून टाकले. आजच्या क्षणाला ही ह्या नेटवर्क च महत्व प्रत्येक इंटरप्लॅनेटरी मोहिमेत सगळ्यात मोठं आहे. भारताच्या चंद्रमोहीम १, मंगळ मिशन ( मॉम मिशन), चंद्रयान २ मोहिमेत ह्याच संपर्क प्रणाली चा वापर भारताने आपल्या उपग्रहांशी संवाद साधण्यासाठी केला आहे. तर नक्की काय आहे हे नासा चं डिप स्पेस नेटवर्क? किती दूरवर ह्यातून आपण संपर्क करू शकतो? ह्याची शक्ती आहे किती? ते ही संपर्क प्रणाली बनली कशी आहे ते समजणं खूप महत्वाचं आहे.
नासा ने अवकाश संशोधन, उपग्रह प्रणालीवर काम सुरु केल्यावर त्याच्या पुढे सगळ्यात मोठी अडचण होती ती संपर्क प्रणाली ची. अवकाशात पाठवलेल्या कोणत्याही यानाला पृथ्वीशी संपर्क करायचा असेल किंवा आपल्याला त्या यांनाही संपर्क साधायचा असेल तर त्यासाठी संपर्क प्रणाली असणे अत्यंत गरजेचं होतं. नासाच्या जे.पी.एल. ने मग डिप स्पेस नेटवर्क ची उभारणी केली. जगातील तीन भागात त्यांनी डिश एंटीनांच जाळ उभारलं. ह्या जाळ्याला ग्राउंड स्टेशन म्हणतात. ही ग्राउंड स्टेशन विश्वाच्या खोलीत दूरवर असलेल्या उपग्रहाशी संवाद साधून माहितीची देवाणघेवाण करत असतात. ही ग्राउंड स्टेशन पृथ्वीवर १२० डिग्री अंतरावर निर्माण केलेली आहेत. ह्यातील पहिलं ग्राउंड स्टेशन आहे गोल्डटस्टोन डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क केलिफोर्निया, अमेरिका इकडे. दुसरं ग्राउंड स्टेशन आहे माद्रिद डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क माद्रिद, स्पेन. तर तिसरं ग्राउंड स्टेशन आहे केनबेरा डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क केनबेरा, ऑस्ट्रेलिया इकडे.
१२०+१२०+१२०=३६० डिग्री अश्या पद्धतीने पूर्ण पृथ्वीचा भाग ही ग्राउंड स्टेशन व्यापतात. समजा भारताच्या चंद्रयान २ ला एखाद्या क्षणी संदेश पाठवायचा आहे किंवा चंद्रयान २ ला इसरो कडून संदेश पाठवायचा आहे. पण त्याचवेळी भारत पृथ्वी फिरत असल्याने चंद्राच्या विरुद्ध बाजूला आहे अश्यावेळी इसरो ला नासाच्या डीप स्पेस नेटवर्क ची गरज लागते. हे तीन ग्राउंड स्टेशन अश्या तर्हेने बसवण्यात आले आहेत की ह्यातील एक तरी स्टेशन प्रत्येक क्षणाला चंद्रयानाच्या संपर्कात असेल. किंबहुना जगातील कोणत्याही याना कडून येणारे संदेश हे २४ तास ३६५ दिवस ह्या तीन ग्राउंड स्टेशन पैकी एकाकडे पोहचत असतात. नासा यानाच्या आणि पृथ्वीच्या परिवलनाचा ताळमेळ साधत सगळ्या यानांशी संदेश वहन करत असते. ह्या तीन पैकी कोणत्याही ग्राउंड स्टेशनवर मिळालेला संदेश मग इसरो च्या बंगळुरु इथल्या कमांड आणि कंट्रोल सेंटर कडे पाठवला जातो. तिकडून आलेल्या माहितीच्या आधारे इसरो आपल्या चंद्रयानाला नेव्हिगेशन आणि कंट्रोल करते.
ह्या तिन्ही ग्राउंड स्टेशन मध्ये भल्या मोठ्या डिश एंटीना असून त्यांचा आकार ३४ मीटर (१११ फूट) ते ७० मीटर ( २३० फूट ) इतका मोठा आहे. ह्या डिश जवळपास २० मजल्याच्या इमारती एवढ्या भल्या मोठ्या असून ह्यांची संदेश वाहन प्रणाली जगातील सर्वोत्तम आहे. विश्वाच्या पोकळीत बिलियन किलोमीटर (१,०००,०००,००० = १ बिलियन ) पेक्षा जास्ती किलोमीटरवर कानात केलेली कुजबुज ऐकण्याची ह्या डिप स्पेस नेटवर्क ची क्षमता आहे. अवकाशात वजन हा एक मोठा अडसर असल्यामुळे संदेश वाहन प्रणाली जी उपग्रहावर बसवण्यात येते तिच्या क्षमतेवर प्रचंड मर्यादा येतात. ह्या प्रणाली कडून निघणारा संदेश अतिशय कमी क्षमतेचा असतो. त्यातच विश्वाच्या पोकळीत प्रवास करत असताना पृथ्वीवर पोहचेपर्यंत तो अजून क्षीण होतं जातो. हा संदेश इतका क्षीण होऊ शकतो की एखाद्या डिजिटल घड्याळाला ऊर्जा देण्यासाठी जो सेल लागतो त्या पेक्षा २० बिलियन पट कमी क्षमतेच्या ऊर्जेचा हा संदेश असू शकतो. हा संदेश पकडण्यासाठी ह्या ग्राउंड स्टेशन न अनेक अडचणींवर मात करावी लागते. असा लांब दुरून येणारा संदेश ह्या भल्या मोठ्या डिश वर पडल्यावर रिफ्लेक्त्त होतो. ह्या अतिशय कमी ऊर्जेच्या संदेशाला मग एम्प्लिफाय केलं जाते. त्यासाठी हे एम्प्लिफायर अतिशीत तपमानात म्हणजेच एबसोल्यूट झिरो (उणे -२७३ डिग्री सेल्सिअस ) ठेवलेले असतात. ज्यायोगे ह्या संदेशात अजून कोणत्या इतर आवाजाची अथवा इलेक्ट्रिकल आवाजाची भेसळ होऊ नये. तिथून एम्प्लिफाय केल्यावर ह्या संदेशाच पुथ्थकरणं होऊन मग त्यातली माहिती आपल्याला समजते.
पृथ्वी जवळचे संदेश हे तसे आरामात पकडता येतात. पण जसजसे आपण पृथ्वीवापासून लांब जाऊ तसतसे ह्या संदेशाची तीव्रता कमी होतं जाते. ह्यासाठीच डिप स्पेस नेटवर्क ला संदेश पाठवण्यासाठी लो आणि हाय गेन एंटीना चा वापर केला जातो. लो गेन एंटीना आपल्या रेडिओ प्रमाणे काम करते. लो गेन एंटीना आपली ऊर्जा सगळ्या बाजूने पसरवते आधी सांगितलं तसं रेडिओ (एफ.एम. च्या चॅनेल प्रमाणे). तर हाय गेन एंटीना लेझर प्रमाणे एका सरळ रेषेत संदेश पाठवते. हे सरळ रेषेत येणारे संदेश पकडण्यासाठी यान पृथ्वीच्या दृष्टीने एकाच रेषेवर यायला हवं. पण परिवलनामुळे हे शक्य नसल्याने डिप स्पेस नेटवर्क ची गरज लागते. कारण ह्यातील एखाद तरी ग्राउंड स्टेशन ह्या संदेशाच्या रेषेत येतं असते आणि येणाऱ्या संदेशाला पकडत असते. पृथ्वीपासून साधारण ३०,००० किलोमीटर वर कोणतेही यां अथवा उपग्रह गेला की तो २४ तास डिप स्पेस नेटवर्क शी जोडलेला राहू शकतो.
नासा च्या डीप स्पेस नेटवर्क मुळेच आज मानवाने सगळ्यात दूरवर प्रवासाला पाठवलेल्या व्हॉयेजर १ आणि २ तसेच इतर यानांशी संपर्कात राहू शकतो. अगदी भारताच्या मंगळयान मिशन मध्ये अथवा आत्ताच्या क्षणाला सुद्धा भारताच्या मंगळ यानावरून येणारी माहिती इसरोच्या बंगळुरू इथल्या कमांड आणि कंट्रोल सेंटर ला मिळते आहे. नासा च्या डिप स्पेस नेटवर्क ने अवकाश संदेशाची जी कवाड उघडी केली आहेत त्याला तोड नाही. जवळपास ५० वर्षांपूर्वी इतक्या दूरदृष्टीने नासा च्या जे.पी.एल. ने उभं केलेलं डिप स्पेस नेटवर्क तंत्रज्ञानातील मैलाचा दगड आहे.
माहिती स्रोत :- नासा, जे.पी.एल.
फोटो स्रोत :- नासा, जे.पी.एल.
कोणत्याही अवकाश मोहिमेसाठी अत्यंत गरजेचं असतो तो म्हणजे संपर्क. १९५० च्या दशकात म्हणजेच शीत युद्धाच्या काळात अमेरिका आणि रशिया ह्यांच्यात अवकाश स्पर्धा सुरु झाली होती. ह्या चढाओढीत निर्णायक आघाडी घेण्याची जबाबदारी नासा च्या 'जेट प्रपोलशन लॅबोरेटरी' म्हणजेच जे.पी.एल. कडे होती. अवकाश तंत्रज्ञानात जर आघाडी घ्यायची असेल तर पृथ्वीपासून लांब पाठवणाऱ्या उपग्रहांशी संपर्क सगळ्यात महत्वाचा भाग होता. नासा ने ह्या संपर्कसाठी एका मिशनवर काम सुरु केलं. हे मिशन म्हणजेच नासा च डिप स्पेस नेटवर्क. ह्या संपर्क प्रणाली ने अवकाश संशोधनाचे पूर्ण संदर्भ बदलवून टाकले. आजच्या क्षणाला ही ह्या नेटवर्क च महत्व प्रत्येक इंटरप्लॅनेटरी मोहिमेत सगळ्यात मोठं आहे. भारताच्या चंद्रमोहीम १, मंगळ मिशन ( मॉम मिशन), चंद्रयान २ मोहिमेत ह्याच संपर्क प्रणाली चा वापर भारताने आपल्या उपग्रहांशी संवाद साधण्यासाठी केला आहे. तर नक्की काय आहे हे नासा चं डिप स्पेस नेटवर्क? किती दूरवर ह्यातून आपण संपर्क करू शकतो? ह्याची शक्ती आहे किती? ते ही संपर्क प्रणाली बनली कशी आहे ते समजणं खूप महत्वाचं आहे.
नासा ने अवकाश संशोधन, उपग्रह प्रणालीवर काम सुरु केल्यावर त्याच्या पुढे सगळ्यात मोठी अडचण होती ती संपर्क प्रणाली ची. अवकाशात पाठवलेल्या कोणत्याही यानाला पृथ्वीशी संपर्क करायचा असेल किंवा आपल्याला त्या यांनाही संपर्क साधायचा असेल तर त्यासाठी संपर्क प्रणाली असणे अत्यंत गरजेचं होतं. नासाच्या जे.पी.एल. ने मग डिप स्पेस नेटवर्क ची उभारणी केली. जगातील तीन भागात त्यांनी डिश एंटीनांच जाळ उभारलं. ह्या जाळ्याला ग्राउंड स्टेशन म्हणतात. ही ग्राउंड स्टेशन विश्वाच्या खोलीत दूरवर असलेल्या उपग्रहाशी संवाद साधून माहितीची देवाणघेवाण करत असतात. ही ग्राउंड स्टेशन पृथ्वीवर १२० डिग्री अंतरावर निर्माण केलेली आहेत. ह्यातील पहिलं ग्राउंड स्टेशन आहे गोल्डटस्टोन डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क केलिफोर्निया, अमेरिका इकडे. दुसरं ग्राउंड स्टेशन आहे माद्रिद डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क माद्रिद, स्पेन. तर तिसरं ग्राउंड स्टेशन आहे केनबेरा डिप स्पेस कम्युनिकेशन नेटवर्क केनबेरा, ऑस्ट्रेलिया इकडे.
१२०+१२०+१२०=३६० डिग्री अश्या पद्धतीने पूर्ण पृथ्वीचा भाग ही ग्राउंड स्टेशन व्यापतात. समजा भारताच्या चंद्रयान २ ला एखाद्या क्षणी संदेश पाठवायचा आहे किंवा चंद्रयान २ ला इसरो कडून संदेश पाठवायचा आहे. पण त्याचवेळी भारत पृथ्वी फिरत असल्याने चंद्राच्या विरुद्ध बाजूला आहे अश्यावेळी इसरो ला नासाच्या डीप स्पेस नेटवर्क ची गरज लागते. हे तीन ग्राउंड स्टेशन अश्या तर्हेने बसवण्यात आले आहेत की ह्यातील एक तरी स्टेशन प्रत्येक क्षणाला चंद्रयानाच्या संपर्कात असेल. किंबहुना जगातील कोणत्याही याना कडून येणारे संदेश हे २४ तास ३६५ दिवस ह्या तीन ग्राउंड स्टेशन पैकी एकाकडे पोहचत असतात. नासा यानाच्या आणि पृथ्वीच्या परिवलनाचा ताळमेळ साधत सगळ्या यानांशी संदेश वहन करत असते. ह्या तीन पैकी कोणत्याही ग्राउंड स्टेशनवर मिळालेला संदेश मग इसरो च्या बंगळुरु इथल्या कमांड आणि कंट्रोल सेंटर कडे पाठवला जातो. तिकडून आलेल्या माहितीच्या आधारे इसरो आपल्या चंद्रयानाला नेव्हिगेशन आणि कंट्रोल करते.
ह्या तिन्ही ग्राउंड स्टेशन मध्ये भल्या मोठ्या डिश एंटीना असून त्यांचा आकार ३४ मीटर (१११ फूट) ते ७० मीटर ( २३० फूट ) इतका मोठा आहे. ह्या डिश जवळपास २० मजल्याच्या इमारती एवढ्या भल्या मोठ्या असून ह्यांची संदेश वाहन प्रणाली जगातील सर्वोत्तम आहे. विश्वाच्या पोकळीत बिलियन किलोमीटर (१,०००,०००,००० = १ बिलियन ) पेक्षा जास्ती किलोमीटरवर कानात केलेली कुजबुज ऐकण्याची ह्या डिप स्पेस नेटवर्क ची क्षमता आहे. अवकाशात वजन हा एक मोठा अडसर असल्यामुळे संदेश वाहन प्रणाली जी उपग्रहावर बसवण्यात येते तिच्या क्षमतेवर प्रचंड मर्यादा येतात. ह्या प्रणाली कडून निघणारा संदेश अतिशय कमी क्षमतेचा असतो. त्यातच विश्वाच्या पोकळीत प्रवास करत असताना पृथ्वीवर पोहचेपर्यंत तो अजून क्षीण होतं जातो. हा संदेश इतका क्षीण होऊ शकतो की एखाद्या डिजिटल घड्याळाला ऊर्जा देण्यासाठी जो सेल लागतो त्या पेक्षा २० बिलियन पट कमी क्षमतेच्या ऊर्जेचा हा संदेश असू शकतो. हा संदेश पकडण्यासाठी ह्या ग्राउंड स्टेशन न अनेक अडचणींवर मात करावी लागते. असा लांब दुरून येणारा संदेश ह्या भल्या मोठ्या डिश वर पडल्यावर रिफ्लेक्त्त होतो. ह्या अतिशय कमी ऊर्जेच्या संदेशाला मग एम्प्लिफाय केलं जाते. त्यासाठी हे एम्प्लिफायर अतिशीत तपमानात म्हणजेच एबसोल्यूट झिरो (उणे -२७३ डिग्री सेल्सिअस ) ठेवलेले असतात. ज्यायोगे ह्या संदेशात अजून कोणत्या इतर आवाजाची अथवा इलेक्ट्रिकल आवाजाची भेसळ होऊ नये. तिथून एम्प्लिफाय केल्यावर ह्या संदेशाच पुथ्थकरणं होऊन मग त्यातली माहिती आपल्याला समजते.
पृथ्वी जवळचे संदेश हे तसे आरामात पकडता येतात. पण जसजसे आपण पृथ्वीवापासून लांब जाऊ तसतसे ह्या संदेशाची तीव्रता कमी होतं जाते. ह्यासाठीच डिप स्पेस नेटवर्क ला संदेश पाठवण्यासाठी लो आणि हाय गेन एंटीना चा वापर केला जातो. लो गेन एंटीना आपल्या रेडिओ प्रमाणे काम करते. लो गेन एंटीना आपली ऊर्जा सगळ्या बाजूने पसरवते आधी सांगितलं तसं रेडिओ (एफ.एम. च्या चॅनेल प्रमाणे). तर हाय गेन एंटीना लेझर प्रमाणे एका सरळ रेषेत संदेश पाठवते. हे सरळ रेषेत येणारे संदेश पकडण्यासाठी यान पृथ्वीच्या दृष्टीने एकाच रेषेवर यायला हवं. पण परिवलनामुळे हे शक्य नसल्याने डिप स्पेस नेटवर्क ची गरज लागते. कारण ह्यातील एखाद तरी ग्राउंड स्टेशन ह्या संदेशाच्या रेषेत येतं असते आणि येणाऱ्या संदेशाला पकडत असते. पृथ्वीपासून साधारण ३०,००० किलोमीटर वर कोणतेही यां अथवा उपग्रह गेला की तो २४ तास डिप स्पेस नेटवर्क शी जोडलेला राहू शकतो.
नासा च्या डीप स्पेस नेटवर्क मुळेच आज मानवाने सगळ्यात दूरवर प्रवासाला पाठवलेल्या व्हॉयेजर १ आणि २ तसेच इतर यानांशी संपर्कात राहू शकतो. अगदी भारताच्या मंगळयान मिशन मध्ये अथवा आत्ताच्या क्षणाला सुद्धा भारताच्या मंगळ यानावरून येणारी माहिती इसरोच्या बंगळुरू इथल्या कमांड आणि कंट्रोल सेंटर ला मिळते आहे. नासा च्या डिप स्पेस नेटवर्क ने अवकाश संदेशाची जी कवाड उघडी केली आहेत त्याला तोड नाही. जवळपास ५० वर्षांपूर्वी इतक्या दूरदृष्टीने नासा च्या जे.पी.एल. ने उभं केलेलं डिप स्पेस नेटवर्क तंत्रज्ञानातील मैलाचा दगड आहे.
माहिती स्रोत :- नासा, जे.पी.एल.
फोटो स्रोत :- नासा, जे.पी.एल.
No comments:
Post a Comment