मंगलवार को, भारत के चंद्रयान -2 मिशन ने 22 जुलाई को लॉन्च होने के लगभग 30 दिन बाद एक चंद्र कक्षा में प्रवेश करके, चंद्रमा की ओर अपनी यात्रा पर एक बड़ा मील का पत्थर पार किया। मिशन में अंतरिक्ष यान के लैंडर और रोवर घटकों से पहले पार करने के लिए कई और मील के पत्थर हैं, जिन्हें विक्रम और प्रागंण कहा जाता है, जो 7 सितंबर के शुरुआती घंटों में चंद्रमा की सतह पर एक नरम लैंडिंग करते हैं। लेकिन मंगलवार का मील का पत्थर भारत के अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO) के अध्यक्ष के.सिवन के लिए एक प्रेस कॉन्फ्रेंस बुलाने और देश को इस घटना के बारे में सूचित करने के लिए पर्याप्त था।

तो, मंगलवार को चंद्रयान -2 ने वास्तव में क्या हासिल किया?

लॉन्च होने के बाद, चंद्रयान -2 को पृथ्वी के चारों ओर एक अण्डाकार कक्षा में रखा गया था। 14 अगस्त तक, यह पृथ्वी के चारों ओर जा रहा था, लगातार पाँच मौकों पर बूस्टर फायर करके अपनी कक्षा बढ़ा रहा था। अंत में, यह एक ऐसी कक्षा में पहुँच गया जो पृथ्वी की सतह से 276 किमी दूर है और सबसे दूर 142,975 किमी दूर है। पृथ्वी की कक्षा से मुक्त होने और चंद्रमा की ओर अपनी यात्रा शुरू करने के लिए एक बूस्टर को फिर से फायर करने से पहले, उस कक्षा में लगभग एक सप्ताह बिताया। यह परिक्रमा कक्षा से 14 अगस्त को हुई। इस यात्रा के पाँच दिनों के बाद, चंद्रयान -2 अपने गुरुत्वाकर्षण का अनुभव करने के लिए पर्याप्त रूप से चंद्रमा के करीब आया। और मंगलवार को, यह चंद्रमा के चारों ओर एक कक्षा में प्रवेश किया।

‘चंद्र कक्षा में सम्मिलन’ से वास्तव में क्या अभिप्राय है?

जैसे यह अपनी यात्रा की शुरुआत में पृथ्वी के चारों ओर जा रहा था, चंद्रयान -2 अब चंद्रमा की परिक्रमा कर रहा है। मंगलवार को, इसे अण्डाकार कक्षा में रखा गया, जो अपने निकटतम पर चंद्रमा की सतह से 114 किमी दूर और सबसे दूर 18,072 किमी पर था।

अंतरिक्ष यान कुछ और युद्धाभ्यास को अंजाम देगा, जो अंततः चंद्रमा के चारों ओर 100 किमी × 100 किमी की गोलाकार कक्षा में स्थित होगा। लैंडर और रोवर मॉड्यूल यहां से खुद को अलग कर लेंगे और 7 सितंबर को लैंडिंग करने से पहले निचली कक्षाओं में उतरेंगे। हालांकि, मुख्य अंतरिक्ष यान, कम से कम एक वर्ष के लिए 100 किमी की गोलाकार कक्षा में चंद्रमा की परिक्रमा करना जारी रखेगा, जिससे उसके पास कई उपकरणों के माध्यम से अवलोकन होगा।

लेकिन पहली बार इन युद्धाभ्यासों की आवश्यकता क्यों है?

वास्तव में, पृथ्वी की कक्षाओं में प्रवेश किए बिना, चंद्रमा पर सीधे उड़ान भरना संभव है। हालांकि, चंद्र कक्षा को टाला नहीं जा सकता। अंतरिक्ष यान सीधे चंद्रमा पर नहीं उतर सकता। वास्तव में, चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्रियों को उतारने वाले अपोलो मिशनों में से किसी ने भी चंद्रयान -2 या चंद्रमा के अन्य सभी मिशनों के लिए मार्ग नहीं लिया है। अपोलो मिशन ने सीधे चंद्रमा पर उड़ान भरी। लेकिन इसे बुद्धिमान या किफायती नहीं माना जाता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि रॉकेट को चंद्रमा पर जाने के लिए अंतरिक्ष यान को ले जाने के लिए असाधारण रूप से शक्तिशाली होने की आवश्यकता है। भारी मात्रा में ईंधन की भी आवश्यकता होती है। हालांकि, लंबा रास्ता तय करना अंतरिक्ष यान को यात्रा करने में बहुत आसान बनाता है। रॉकेट को अंतरिक्ष यान को पृथ्वी की सतह से केवल 200 किमी दूर ले जाना है और इसे लो-अर्थ ऑर्बिट में जमा करना है। इसके बाद, अंतरिक्ष यान गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। यह स्थिर स्थिति जमीन नियंत्रकों के लिए बोर्ड पर उपकरणों के स्वास्थ्य की जांच करने का एक अच्छा समय है।

पृथ्वी का चक्कर लगाते समय, वायुमंडलीय ड्रैग में कमी के कारण अंतरिक्ष यान को उच्च कक्षाओं में स्थानांतरित करने के लिए ऊर्जा की काफी कम मात्रा की आवश्यकता होती है। जहाज पर थोड़ी मात्रा में ईंधन के साथ यह आसानी से संभव है। प्रत्येक उच्च कक्षा के साथ, हालांकि, ऊर्जा का लाभ बहुत अधिक होता है, जिससे अंतरिक्ष यान को महान वेग प्राप्त करने में मदद मिलती है, और अंतरिक्ष में बहुत गहराई तक जाने की शक्ति होती है।

चीजों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, अपोलो मिशन को विशाल शनि V रॉकेटों पर चलाया गया था, जो आज भी सबसे शक्तिशाली रॉकेट हैं। वे 111 मीटर लंबे थे, एक आधुनिक 30-मंजिला इमारत से ऊंचे थे, और 2,800 टन वजन का था, जो ईंधन द्वारा किए गए महत्वपूर्ण योगदान का हिस्सा था। नासा की वेबसाइट पर दी गई जानकारी के अनुसार, चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्रियों को जलाने के लिए यह ईंधन – विभिन्न चरणों में कई मिलियन लीटर तरल ऑक्सीजन और तरल हाइड्रोजन – एक सामान्य कार पृथ्वी के चारों ओर 800 बार ले सकता है। ऐसा कहा जाता है कि हर सेकंड में 20 टन ईंधन की खपत होती है।

इसकी तुलना में, इसरो का GSLV Mk-III रॉकेट जिसका उपयोग चंद्रयान -2 को लॉन्च करने के लिए किया गया है, बेहद मामूली है। 43.43 मीटर पर, यह शनि V की आधी से कम ऊंचाई है, और इसका वजन 640 टन है, जो कि शनि V के एक चौथाई से भी कम है। यह अपोलो मिशन के लिए शनि V की जितनी जरूरत है, उसके लगभग पाँचवें हिस्से में 350 टन से भी कम ईंधन ले जा सकता है।

चंद्रयान -2 के बारे में कहा जाता है कि यह चंद्र की कक्षा में प्रवेश करने से पहले धीमा हो गया था। इसे धीमा करने की आवश्यकता क्यों थी?

इसरो के अध्यक्ष सिवन ने कहा कि चंद्रयान -2 सोमवार को चंद्र गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में आने के बाद तेजी लाने लगा था। एक बिंदु पर, यह 2.4 किमी प्रति सेकंड (8,640 किमी प्रति घंटे) के वेग तक पहुंच गया था। यह चंद्रमा के पलायन वेग (escape velocity) के बराबर है। यदि चंद्रयान -2 को अनियंत्रित गति बढ़ाने की अनुमति दी गई होती, तो यह चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण से पलायन कर जाता और दूर चला जाता। चंद्र की कक्षा में इसे रखने के लिए, इसलिए इसका वेग 2.1 किमी प्रति सेकंड (7,560 किमी प्रति घंटा) तक लाया गया था।

अंतरिक्ष यान ऑन-बोर्ड थ्रस्टरों पर गोलीबारी करके अपने वेगों को बढ़ाते या घटाते हैं। तेजी लाने के लिए, अंतरिक्ष यान की गति के विपरीत थ्रस्टरों को एक दिशा में निकाल दिया जाता है। यह रिकॉल के समान एक प्रभाव है जो बंदूक फायरिंग के बाद अनुभव करता है। यदि गति की दिशा में थ्रस्टरों को निकाल दिया जाए तो वेग को कम किया जा सकता है।

Source: The Indian Express

Relevant for GS Prelims & Mains Paper III; Science & Technology