मंगलयान - पूर्वार्ध

पाच वर्षांपूर्वी भारतीय शास्त्रज्ञ आणि तंत्रज्ञ यांनी मिळून चंद्रयानाची मोहीम यशस्वी करून दाखवली होती.काही दिवसांपूर्वी झालेल्या मंगळयानाच्या उड्डाणामुळे आता भारतीय शास्त्रज्ञ आणि तंत्रज्ञ यांनी त्याच्या पुढचे महत्वाचे पाऊल सध्या तरी फक्त उचलले आहे. सुमारे वर्षभरानंतर ते यान मंगळापर्यंत जाऊन पोचेल आणि तिथली माहिती पाठवू लागेल तेंव्हा हे पाऊल पुढे पडले असे म्हणता येईल. वर्तमानपत्रांमधून या प्रयोगाची थोडी कुचेष्टा झाली आणि त्याला थोडा विरोधसुद्धा केला गेला. सगळ्याच नव्या कल्पना या चक्रातून जात असतात, हे अपरिहार्य आहे. पण या वेळी टीका करणा-यांपेक्षा अधिक लोकांनी कौतुकसुद्धा केले हे महत्वाचे आहे. काही लोकांना मात्र या बातमीचे विशेष महत्वच वाटले नाही. एकदा तुमच्याकडे मोटरगाडी आली आणि ती चालवता यायला लागली की त्यानंतर त्यात बसून मुंबईहून ठाण्याला जा, पुण्याला जा किंवा सोलापूरला जा, त्यात विशेष असे काय आहे? लागेल तेवढे पेट्रोल भरायचे आणि हवी तेवढी गाडी पळवायची! त्याच प्रमाणे एकदा आपले यान चंद्रावर गेले असल्यानंतर दुस-या यानाला मंगळावर पाठवायचे असेल तर त्यासाठी मोठे रॉकेट घ्यायचे, त्यात भरपूर इंधन भरायचे आणि त्याला मंगळापर्यंत पाठवून द्यायचे अशी अनेक लोकांची कल्पना असणे शक्य आहे. त्यासाठी तब्बल पाच वर्षे कशाला लागली? असेही त्यांना वाटले असेल

माझ्या काही मित्रांनी तर हे यान इतके किलोमीटर जाणार आहे आणि त्यासाठी इतका खर्च होणार आहे वगैरेंचे त्रैराशिक मांडून दर किलोमीटरमागे फक्त बारा रुपये एवढा खर्च येणार आहे हे उत्तर काढले आणि हे मुंबईमधल्या टॅक्सीभाड्यापेक्षाही स्वस्त असल्याचे दाखवून दिले. अवकाशामधल्या (स्पेसमधील) निर्वात पोकळी(व्हॅक्यूम)मधून पुढे जात राहणा-या वाहनाला कसलाच विरोध नसतो, त्यामुळे तिथे भ्रमण करतांना ऊर्जा खर्च होत नाही आणि ती पुरवावीही लागत नाही. हे कदाचित त्यांच्या लक्षात आले नसेल. जवळचे उदाहरण घ्यायचे झाल्यास उतारावरून सायकल चालवतांना पायाने पॅडल मारावे लागत नाही. पण सायकल रस्त्यावरच रहावी यासाठी हातांनी हँडल धरून गरज पडल्यास मनगटाच्या जोराने ते थोडेसे वळवावे लागते. जोराने पॅडल मारतांना अंगाला घाम येतो, दम लागतो तसले काही सायकलचे हॅडल वळवतांना होत नाही, कारण त्यासाठी अगदी नगण्य असे परिश्रम करावे लागतात. त्याचप्रमाणे अवकाशात पाठवलेल्या चंद्रयान किंवा मंगळयान यांनाही वेळोवेळी आपली दिशा बदलण्यासाठी जोर लावावा लागतो, त्यात थोडे इंधन ख्रर्च होते. पण रॉकेटमध्ये भरलेले बहुतांश मुख्य इंधन त्याला सुरुवातीला जमीनीवरून प्रचंड वेगाने उड्डाण करण्यातच भस्म (किंवा वाफ) होऊन जाते. त्या वेळी निघालेला त्याच्या आगीचा भयानक भडका पाहूनच याची कल्पना येईल. आणखी काही दिवसांनी पृथ्वीला टा टा, बाय बाय करून हे मंगळयान मंगळ ग्रहाला भेटायला जायला निघेल त्यानंतरचा काही कोटी किलोमीटरचा त्या यानाचा प्रवास चकटफूच होईल. मंगळाजवळ गेल्यानंतर त्याला आपला मार्ग बदलून त्याच्या कक्षेत शिरण्यासाठी पुन्हा थोडे इंधन जाळावे लागेल.

हे असे असेल, तर मग चंद्राहून शेकडोपट दूर अंतरावर असलेल्या मंगळापर्यंत पोचण्यासाठी तितक्या पटीने इंधनाचीही गरज पडत नाही. यामुळे हे काम जास्तच सोपे व्हायला पाहिजे आणि एका दृष्टीने पाहता तसे आहे. पण हा मार्गच फार वेगळा असल्यामुळे त्यातली आव्हानेही अनेकपटीने कठीण आहेत. यामुळेच जगातल्या मोजक्या प्रगत देशांनी ती आतापर्यंत पेलली आहेत. दुस-या महायुद्धानंतर युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिका (थोडक्यात यूएसए किंवा फक्त अमेरिका) आणि सोव्हिएट युनियन (यूएसएसआर किंवा रशिया) या दोन महाशक्ती उदयाला आल्या आणि जगावर वर्चस्व गाजवण्यासाठी त्यांच्यात चढाओढ सुरू झाली. तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात आपणच जास्त प्रगत आहोत असे जगाला दाखवणे हा त्या स्पर्धेचा एक भाग होता. अवकाशविज्ञानाच्या (स्पेस सायन्स) बाबतीत रशियाने सुरुवातीला थोडी आघाडी मिळवली होती. स्पुटनिक हा पहिला उपग्रह, लायका ही कुत्री आणि युरी गागारिन हा पहिला कॉस्मोनॉट यांना अवकाशात पाठवण्यात त्या देशाने पहिला मान मिळवला. १९६१ साली युरी गागारिनने अंतराळात जाऊन यायच्याही आधी १९६० सालापसून रशियाने मंगळावर यान (स्पेसक्राफ्ट) पाठवण्याचे प्रयत्न सुरू केले होते, पण पहिल्या दहा वर्षांमध्ये ते ओळीने नऊ वेळा अपयशी ठरल्यानंतर १९७१ साली त्यांचा दहावा प्रयत्न यशस्वी झाला. अमेरिकेने त्या मानाने उशीरा सुरुवात केली असली तरी दुस-याच प्रयत्नात म्हणजे १९६५ साली त्यांचे यान मंगळापर्यंत जाऊन व्यवस्थितपणे पोचले. त्यानंतर काही प्रयोगांमध्ये अमेरिकासुद्धा यशस्वी होऊ शकली नाही. आतापर्यंत मंगळावर यान पाठवण्याचे ५१ प्रयत्न केले गेले आहेत, पण त्यातल्या फक्त २१ वेळा त्यांना यश आले आहे. त्यातले युरोपियन स्पेस एजन्सीचे दोन आहेत आणि बाकीचे प्रयत्न अमेरिका किंवा रशियाचे आहेत. युनायटेड किंग्डम (थोडक्यात इंग्लंड), जपान आणि चीन या देशांना अजूनपर्यंत यश आलेले नाही. भारताचा प्रयत्न आता नुकताच सुरू झाला आहे.

हिमालयातल्या अमरनाथ गुहेमधल्या बर्फाच्या शिवलिंगाचे दर्शन वर्षामध्ये फक्त काही दिवसच घेता येते असे म्हणतात. तो कालखंड सोडून इतर वेळी कोणीही यात्रेकरू तिथे जाऊ शकत नाही. पृथ्वीवरून मंगळावर जायचे असल्यास आपल्या मनाला वाटेल तेंव्हा कधीही तिकडे जाता येत नाही. आकृती क्र.१ मध्ये पाहिल्यास पृथ्वी आणि मंगळ हे दोन्ही ग्रह एकमेकांच्या जवळ आलेले दिसतात, तशा परिस्थितीत ते सहज शक्य वाटते. पण या दोन ग्रहांमधले अंतर इतके जास्त आहे की ते पार करेपर्यंत काही महिने निघून जातील. तोपर्यंत ते दोघेही कुठल्या कुठे गेलेले असतील. आकृती क्र.२ मध्ये पाहिल्यास पृथ्वी आणि मंगळ हे दोन्ही ग्रह एकमेकांच्यापासून खूप दूर गेलेले दिसतात, इतकेच नव्हे तर ते सूर्याच्या दोन विरुद्ध बाजूला असतात. म्हणजे त्या यानाने मंगळाकडे जाण्यासाठी सूर्याच्या जवळून जायला पाहिजे आणि तसे गेले तर सूर्याच्या प्रचंड गुरुत्वाकर्षणाने ते त्याच्याकडे खेचले जाईल आणि त्याच्यापर्यंत जाऊन पोचायच्या आधीच सूर्यप्रकाशामधील ऊष्णतेनेच त्याची वाफ होऊन जाईल. या सगळ्यांचा विचार करता मंगळावर जाण्याची मोहीम काही विशिष्ट कालखंडातच हाती घेणे शक्य असते. क्र.१ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे सूर्य, पृथ्वी आणि मंगळ हे एका रेषेत येण्याचा योग दर दोन वर्षांनंतर येतो. प्रत्येक वेळी ते ग्रह आकृती क्र.१ मध्येच दाखवलेल्या जागीच नसतील, आपापल्या कक्षांमधल्या इतर ठिकाणी (पण एकमेकांच्या जवळ) असू शकतील. ते कुठेही असले तरी त्या सुमारासच ही मोहीम हाती घेता येते.

यापूर्वी मार्च २०१२ मध्ये मंगळ ग्रह पृथ्वीच्या जवळ आला होता, पण मंगळाच्या दिशेने पाठवलेली याने त्याच्या चार महिने आधी म्हणजे नोव्हेंबर २०११ मध्ये पृथ्वीवरून निघाली होती. यानंतर २०१४ च्या एप्रिल मे च्या सुमाराला पुन्हा एकदा मंगळ ग्रह पृथ्वीच्या जवळ येईल. त्याला भेटायला पृथ्वीवरून या वर्षीच्या नोव्हेंबरपासून जानेवारी २०१४ पर्यंतच प्रस्थान करणे आवश्यक आणि शक्य आहे. या कारणामुळे या काळात भारताचे मंगळयान निघालेले आहे आणि मॅव्हेन किंवा मेव्हन हे अमेरिकेच्या नासाचे यान सुद्धा जमीनीवरून उड्डाण करून मंगळाच्या प्रवासाला निघाले आहे. ही दोन्ही याने पहिले काही दिवस पृथ्वीप्रदक्षिणा करत राहतील आणि त्यानंतर योग्य वेळी मंगळाच्या दिशेने कूच करतील. मंगळाच्या कक्षेत फिरून दुरूनच त्याचे निरीक्षण करण्यासाठी ही याने पाठवण्यात येत आहेत. मंगळावर उतरण्याची त्यांची योजना नाही. यानंतरच्या मोहिमा सन २०१६ किंवा २०१८ मध्ये घेण्यात येतील, त्यांची तयारी मात्र आतापासून सुरू झाली आहे.

या दोन्ही यानांची ही अंतराळातली सफर कोणत्या मार्गाने आणि कशी होणार आहे हे पाहण्यापूर्वी काही मूलभूत शास्त्रीय मुद्द्यांची उजळणी करायला हवी. आपण जेंव्हा जमीनीवरून चालत असतो तेंव्हा प्रत्येक पाऊल पुढे टाकतांना आपण हलकेच जमीनीला मागे ढकलत असतो आणि त्याच्या प्रतिक्रियेमुळे जमीन आपल्याला पुढे ढकलते यामुळे आपण पुढे जातो. बुळबुळीत शेवाळे किंवा अतीशय गुळगुळीत अशा बर्फाच्या थराला आपण पायाने मागे ढकलल्यास आपला पायच त्यावर घसरतो त्यामुळे आपण त्या वेळी जमीनीला मागे ढकलू शकत नाही आणि त्यामुळे आपण पुढेही जात नाही. एकादी उडी मारतांना आपण जमीनीला पायाने एक जोराचा झटका देतो आणि त्याची जमीनीकडून जी प्रतिक्रिया होते तिच्या जोरामुळे (फोर्समुळे) आपण वर फेकले जातो. पण गुरुत्वाकर्षणाने जमीन आपल्याला सतत तिच्याकडे ओढत असतेच, त्यामुळे थोडे वर गेल्यानंतर आपण पुन्हा खाली येतो. दलदलीत किंवा रेतीच्या ढिगावर उभे राहून उडी मारायचा प्रयत्न केला तर पायाखालचा चिखल किंवा रेती बाजूला सरकल्याने जमीनीकडून प्रतिक्रिया मिळत नाही. यामुळे आपण वर उचलले न जाता जास्तच खोल रुतत जातो. पाण्यातून जाणारे जहाजसुद्धा पाण्याला मागे सारूनच पुढे जात असते आणि सगळे पक्षी त्यांच्या पंखांनी हवेला खाली किंवा मागे ढकलून हवेत उडत असतात. स्प्रिंगबोर्डवरून पाण्यात सूर मारणारे किंवा बंगी जंपिंग करणारे खेळाडू उडी मारून झाल्यावर काही क्षण हवेत असतात, त्या काळात ते कोलांट्या मारतात, गिरक्या घेतात, अनेक प्रकारे हातपाय हलवतात, पण खाली पडत असतांना ते मध्येच थांबू शकत नाहीत, किंवा हवेत असतांनाच उसळी मारून पुन्हा उडी मारून वरच्या दिशेने जाऊ शकत नाहीत. गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीकडे खाली येण्याची त्यांची ट्रॅजेक्टरी जशीच्या तशीच राहते. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास पुढे जाण्यासाठी दुस-या कशाला तरी मागे ढकलणे (किंवा ओढणे) आवश्यक असते तसेच वरची पातळी गाठण्यासाठी कशाला तरी खाली ढकलणे (किंवा खेचणे) आवश्यक असते. याच्या उलट असेही दिसेल की बुळबुळीत शेवाळे किंवा अतीशय गुळगुळीत बर्फाच्या थरावर आपण घसरत असलो तर ती घसरणूक थांबवण्यासाठी देखील आपल्याला कशाचा तरी भक्कम आधार घ्यावा लागतो. फक्त आपल्या शरीराच्या हालचालींमधून त्याचे घसरणे थांबवता येत नाही. त्यासाठी बाह्य कारणाची गरज असते.

अवकाशाच्या निर्वात पोकळीत (स्पेसमध्ये) जमीन, पाणी, हवा वगैरे काहीही नसते. कशालाही ढकलून त्याच्यापासून दूर (किंवा ओढून त्याच्या जवळ) जाण्याची सोय तिथे नसते. अंतराळातल्या प्रयोगशाळेतला (स्पेसलॅबमधला) एकादा अॅस्ट्रोनॉट त्यामधून स्पेसवॉक करण्यासाठी बाहेर निघाला तर त्या लॅबला ढकलून तो तिच्यापासून दूर जाऊ शकतो, पण त्याने तसे केले तर त्या रिकाम्या जागेत त्याला अडवणारा कसलाच अडथळा नसल्यामुळे तो दूर दूरच जात राहील. त्याने कितीही हातपाय हलवले किंवा झटकले तरी तो दूर जाण्याची दिशा बदलून मागे परत येऊ शकणार नाही. पण असे होऊ नये यासाठी एका मजबूत साखळीद्वारे त्याला त्या लॅबशी जोडून ठेवलेले असते, तो फक्त एक सेफ्टी बेल्ट नसतो, त्या अॅस्ट्रोनॉटला सुखरूप परत येऊ शकण्यासाठी ही सोय करावीच लागते. त्या साखळीमुळे एक तर तो यानापासून जास्त दूरवर भटकत जाणार नाही आणि दुसरे म्हणजे तिला धरूनच तो हळूहळू परत येऊ शकतो.
. . . . . . . . . . . . . . (क्रमशः)