कृत्रिम उपग्रह अवकाशात कसे सोडले जातात ?
Answers
Answer:
कृत्रिम उपग्रह
पृथ्वीवरून क्षेपित केलेली कोणतीही मानवनिर्मित वस्तू सूर्य, पृथ्वी व इतर ग्रह किंवा त्यांचे उपग्रह यांपैकी कोणत्याही आकाशस्थ गोलाभोवती मुख्यत्वे त्याच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे फिरत ठेवली, तर त्या वस्तूला कृत्रिम उपग्रह म्हणतात. याउलट चंद्र व मंगळ, शुक्र इ. ग्रह वा सूर्य यांच्याकडे किंवा दूरावकाशात काही विशिष्ट उद्दिष्टांकरिता पाठविलेल्या वस्तूला अवकाशीय अन्वेषक (संशोधनास उपयुक्त असलेले वेध घेणारे) यान म्हणतात. या लेखात विविध प्रकारचे कृत्रिम उपग्रह व अन्वेषक याने, त्यांना दिल्या जाणाऱ्या कक्षा, त्यांचे मार्ग निरीक्षण इत्यादींसंबंधी विविरण केलेले आहे.
रशियाने ४ ऑक्टोबर १९५७ रोजी स्पुटनिक १ हा पहिला कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीभोवतील कक्षेत सोडल्यानंतर अमेरिकेने व रशियाने अनेक उपग्रह व चीन आणि जपान यांनी प्रत्येकी दोन उपग्रह पृथ्वीभोवती वर्तुळाकार वा विवृत्ताकार (लंबवर्तुळाकार) कक्षांत सोडलेले आहेत. बाह्य अवकाशासंबंधीच्या वैज्ञानिक माहितीचे संकलन करणे, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाची वा तिच्याभोवतील वातावरणाची पहाणी करणेख संदेशवहनाच्या पुनःप्रेषणासाठी स्थानके किंवा ज्योतिषीय निरीक्षणासाठी आधारतळ उभारणे इ. विविध कार्यांसाठी या उपग्रहांचा उपयोग करण्यात येतो. या उपग्रहांनी गोळा केलेली माहिती दूरमापनाने (दूर अंतरावरून विविध भौतिक राशींचे मापन करण्याच्या तंत्राने) किंवा दूरचित्रांच्या स्वरूपात पृथ्वीकडे पाठविण्यात येते किंवा उपग्रह वा त्याचा काही भाग त्यातील संकलित माहितीसह पृथ्वीवर परत आणला जातो.
उपग्रहाची कक्षा पृथ्वीच्या अक्षाशी कोणताही कोन करणे शक्य आहे, मात्र कक्षेचे प्रतल (पातळी) पृथ्वीच्या गुरुत्वमध्यातून जाणे आवश्यक आहे. ध्रुवावरून जाणाऱ्या कक्षेला ध्रुवीय कक्षा व विषुववृत्तावरून जाणाऱ्या कक्षेला विषुववृत्तीय कक्षा म्हणतात. पृथ्वीच्या स्वतःच्या परिभ्रमणामुळे ध्रुवीय कक्षेतील उपग्रह पृथ्वीच्या सर्व भागांवरून जातो. हा या कक्षेचा एक महत्त्वाचा फायदा आहे. विषुववृत्तालगतच्या भागात लोकसंख्या सर्वांत दाट असल्याने विषुवृत्तीय कक्षेतील उपग्रह संदेशवहनासाठी विशेष उपयुक्त ठरतो [ उपग्रह संदेशवहन].
पृथ्वीभोवती मोठ्या आकारमानाचे उपग्रह सोडण्याच्या योजनाही आखण्यात आलेल्या असून त्यांत या उपग्रहांचा इतर अवकाश यानांच्या जोडणीसाठी, क्षेपणासाठी व उतरण्यासाठी स्थानक म्हणून उपयोग करण्याच्या योजनेचा समावेश आहे. हे मोठे उपग्रह ज्योतिषीय वेधशाळा म्हणून तसेच अवकाशातील परिस्थितीचा जीवजंतूंवर व पदार्थांवर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास करण्यासाठी प्रयोगशाळा म्हणूनही उपयुक्त ठरतील. यांशिवाय लष्करी टेहळणीसाठी या उपग्रहांचा वापर होणे शक्य आहे.
पृथ्वीवरून क्षेपित केलेल्या यानाचा वेग एका विशिष्ट मर्यादेपलीकडे वाढविल्यास ते यान पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रातून निसटून जाते व यानाला पुरेसा वेग दिल्यास ते चंद्र, इतर ग्रह, सूर्य यांच्या जवळपास किंवा सूर्यकुलाच्या बाहेरही पाठविणे शक्य आहे. चंद्र व त्याच्या सभोवतील परिस्थितीसंबंधी पाहणी करण्यासाठी पुढील चार प्रकारच्या कक्षांत यान क्षेपित करणे शक्य असते : (१) चंद्राच्या जवळून जाऊन पृथ्वीवर परत येणे, (२) चंद्राच्या जवळून जाऊन सौर कक्षेत शिरणे, (३) चंद्राच्या भोवती त्याचा उपग्रह म्हणून फिरणे किंवा (४) चंद्रावर प्रत्यक्ष उतरणे. मंगळ, शुक्र इ. ग्रहांवरील परिस्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी यांसारख्याच चार प्रकारच्या कक्षांत यान क्षेपित करणे शक्य आहे. सूर्याच्या तीव्र उष्णतेमुळे त्याच्या फार जवळ यान पाठविणे शक्य नाही. अगोदर पृथ्वीपासून जवळच्या ग्रहांची पाहणी करून नंतर परिचालन (यानाला गती देण्याची पद्धती), मार्गनिर्देशन (यानाचे स्थान निश्चित करून त्याचा मार्ग निर्देशित करण्याचे तंत्र) व संदेशवहन यांच्या तंत्रात सुधारणा झाल्यावर अधिक दूरच्या ग्रहांकडे अन्वेषक याने पाठविणे शक्य होईल. नेपच्यून, प्‍लूटो यांसारख्या फार दूर अंतरावरील बाह्य ग्रहांकडे असे यान पाठविण्यासाठी त्याचा वेग अतिशय मोठा असणे आवश्यक आहे. त्याचप्रमाणे अगदी जवळच्या ताऱ्याकडे एखादे अन्वेषक यान पाठवावयाचे झाल्यास प्रकाशवेगाच्या काही प्रमाणात त्याचा वेग असणे आवश्यक आहे.
पृथ्वीभोवतील उपग्रहांपेक्षा अवकाशीय अन्वेषक यानांसाठी अधिक प्रगत तंत्र वापरणे आवश्यक असते. अंतरे मोठी असल्यामुळे मार्ग निर्देशन व संदेशवहन पद्धतींच्या तसेच सामग्रीच्या गरजा अधिक तीव्र स्वरूपाच्या असतात. प्रवासास लागणारा काल फार दीर्घ असल्यामुळे यानाच्या सर्व घटकांची विश्वसनीयता, कार्यप्रवणता व त्यांचे आयुष्य हे प्रश्न महत्त्वाचे ठरतात.
जर यान सूर्याकडे जात असेल, तर सौर प्रारणाचे परिणाम अधिक महत्त्वाचे ठरतील आणि यान सूर्यापासून दूर जात असल्यास नीच तपमानामुळे यानातील उपकरणांना पुरवावयाची विद्युत् शक्ती आणि उपकरण-योजना यांसंबंधीचे प्रश्न उपस्थित होतील. दूरावकाशीय अन्वेषक यानांच्या परिचालनासाठी आयन एंजिनासारखी (यानाला गती देणारा रेटा मिळविण्यासाठी आयन, म्हणजे विद्युत भारीत अणू, रेणू वा अणुगट, उच्च वेगाने बाहेर फेकणाऱ्या एंजिनासारखी) प्रगत पद्धती वापरणे आवश्यक होईल. चंद्र वा एखाद्या ग्रहावर अवकाशयान उतरविण्यासाठी व तेथील पृष्ठभागावर हालचाल करण्यासाठी काही विशिष्ट तंत्रांचा अवलंब करणे आवश्यक होईल, कारण तेथील पृष्ठभाग, गुरुत्वाकर्षण इ. परिस्थिती पृथ्वीपेक्षा अगदी भिन्न असण्याची शक्यता आहे.
पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडावयाच्या कृत्रिम उपग्रहाच्या बाबतीत तीन महत्त्वाच्या अवस्था आहेत: (१) क्षेपण, (२) कक्षेतील भ्रमण आणि (३) वातावरणात पुनर्प्रवेश.
