नील गेहरल्स स्विफ्ट वेधशाळेचे अनियंत्रित पडणे रोखण्यासाठी उत्तर अमेरिकन अंतराळ संस्था, नासा ने एक महत्त्वपूर्ण मोहीम सुरू केली आहे. 2004 मध्ये लॉन्च करण्यात आलेली, गॅमा किरणांच्या स्फोटांच्या अभ्यासासाठी आवश्यक असलेली स्पेस टेलिस्कोप, प्रवेगक कक्षीय क्षयला सामोरे जात आहे ज्यामुळे त्याचे कार्य संपुष्टात येण्याचा धोका आहे आणि 2026 पर्यंत पृथ्वीच्या वातावरणात पुन्हा प्रवेश होण्याचा धोका निर्माण झाला आहे. बचाव कार्याचा करार स्टार्टअप कॅटालिस्ट स्पेस या स्टार्टअपशी करार करण्यात आला होता.
मध्यवर्ती समस्या सौर क्रियाकलापांच्या तीव्रतेमध्ये आहे, जी त्याच्या चक्रीय शिखरावर आहे. ही घटना वातावरणाच्या वरच्या थरांचा विस्तार करते, कमी कक्षेतील उपग्रहांवर ड्रॅग वाढवते. स्विफ्ट, ज्याची प्रक्षेपण दुरुस्त करण्यासाठी स्वतःची प्रणोदक प्रणाली नाही, तिने आधीच त्याची उंची 600 किलोमीटरवरून 400 किलोमीटरवर घसरलेली पाहिली आहे, अलिकडच्या काही महिन्यांत हा तोटा खूपच तीव्र झाला आहे, ज्यामुळे बाह्य हस्तक्षेप हा एकमेव व्यवहार्य उपाय आहे.
अंदाज 2026 च्या मध्यापर्यंत पुन्हा प्रवेशाची 50% संभाव्यता दर्शवतात, त्याच वर्षाच्या अखेरीस ती संख्या 90% पर्यंत वाढेल. मौल्यवान वैज्ञानिक उपकरणाचे नुकसान टाळण्यासाठी आणि त्याच्या क्रॅशशी संबंधित जोखीम कमी करण्यासाठी, बचाव मोहीम जून 2026 मध्ये कार्यान्वित केली जाईल, ज्यामध्ये एक अभिनव रोबोटिक वाहन वापरून दुर्बिणीला सुरक्षित आणि स्थिर कक्षेत पोहोचण्यासाठी आणि त्याचे स्थान बदलण्यात येईल.
सौर चक्रामुळे उद्भवलेली निकड 25
स्विफ्ट टेलिस्कोपचा कक्षीय क्षय हा सौर सायकल 25 चा थेट परिणाम आहे, जो त्याच्या जास्तीत जास्त क्रियाकलापांच्या जवळ येत आहे. या 11 वर्षांच्या नैसर्गिक चक्रामुळे सूर्यापासून रेडिएशन आणि कणांच्या उत्सर्जनात लक्षणीय वाढ होते, पृथ्वीचे थर्मोस्फियर गरम आणि विस्तारित होते, हा उपग्रह कार्यरत असलेल्या वातावरणाचा थर. कणांच्या अधिक घनतेसह, स्विफ्टवरील एरोडायनामिक ड्रॅग वेगाने वाढले, स्थिर ब्रेक म्हणून काम करते जे त्यास कमी उंचीवर खेचते. 2024 पासून नासाचे अभियंते या प्रवेगाचे निरीक्षण करत आहेत, जेव्हा उंची कमी होण्याचे प्रमाण दुप्पट झाले, ज्यामुळे परिस्थिती गंभीर झाली. सुधारात्मक युक्ती करण्याच्या क्षमतेशिवाय, वेधशाळा खालच्या मार्गावर आहे, जे थांबवले नाही तर, वातावरणात पुन्हा प्रवेश केल्यावर त्याचा नाश होईल. बचाव मोहिमेचे उद्दिष्ट केवळ साधन वाचवणे हेच नाही, तर अवकाशातील हवामानाचा परिभ्रमण मालमत्तेवर होणारा परिणाम, अंतराळातील ऑपरेशन्सच्या टिकावूपणासाठी वाढणारे आव्हान यावरील महत्त्वाचा केस स्टडी म्हणूनही काम करते.
लिफ्टिंग ऑपरेशनमध्ये कॅटालिस्टची भूमिका
जटिल बचाव युक्ती कार्यान्वित करण्याची जबाबदारी कॅटलिस्ट स्पेस टेक्नॉलॉजीज, 2022 मध्ये स्थापन केलेली आणि कक्षीय सेवांमध्ये विशेषीकृत कंपनीकडे सोपविण्यात आली होती. कंपनीने लिंक नावाचे रोबोटिक वाहन विकसित केले आहे, जे विशेषतः सॅटेलाइट कॅप्चर आणि देखभाल मोहिमांसाठी डिझाइन केलेले आहे.
लिंक वाहन तीन प्रगत रोबोटिक हातांनी सुसज्ज आहे, जे मूळत: या उद्देशासाठी डिझाइन केलेले नव्हते अशा संरचनांना जोडण्यास सक्षम आहे. स्विफ्ट कॅप्चर प्रक्रिया ही मिशनच्या सर्वात मोठ्या आव्हानांपैकी एक असेल, ज्यासाठी उच्च-अचूक परिभ्रमण भेट आवश्यक आहे, त्यानंतर सुरक्षित संलग्नक बिंदू ओळखण्यासाठी तपशीलवार तपासणी करणे आवश्यक आहे.
या ऑपरेशनला “असहयोगी” कॅप्चर मानले जाते, कारण स्विफ्ट मॅन्युव्हरमध्ये मदत करू शकत नाही. कॅटलिस्ट टीम दुर्बिणीच्या प्रक्षेपणापूर्वी घेतलेल्या अभिलेखीय प्रतिमांचा वापर करेल, बाह्य संरचनेचा नकाशा तयार करण्यासाठी आणि दृष्टीकोन योजना करण्यासाठी, सौर पॅनेल आणि वैज्ञानिक उपकरणांचे नुकसान टाळेल.
सुरक्षितपणे अँकरिंग केल्यानंतर, आवश्यक थ्रस्ट लागू करण्यासाठी लिंक स्वतःच्या थ्रस्टर्सचा वापर करेल, हळूहळू असेंब्लीला 600 किलोमीटरच्या मूळ ऑपरेशनल उंचीवर परत आणेल. या उच्च-जोखीम कार्यासाठी तंत्रज्ञानाचे प्रमाणीकरण करून, कंपनीने पूर्वीच्या मोहिमांवर तत्सम प्रणालींची यशस्वीरित्या चाचणी केली आहे.
स्विफ्ट वेधशाळेचा वैज्ञानिक वारसा
नोव्हेंबर 2004 मध्ये लॉन्च झाल्यापासून, नील गेहरल्स स्विफ्ट वेधशाळेने उच्च-ऊर्जा खगोलशास्त्रात क्रांती केली आहे. त्याचे मुख्य कार्य गॅमा किरण स्फोट (GRBs) शोधणे आणि त्यांचा अभ्यास करणे हे आहे, जो महास्फोटानंतरच्या विश्वातील सर्वात ऊर्जावान स्फोट आहे. दोन दशकांच्या ऑपरेशनमध्ये, स्विफ्टने अशा हजाराहून अधिक घटना ओळखल्या आहेत, ज्यामध्ये मोठ्या ताऱ्यांचा मृत्यू आणि कृष्णविवरांच्या निर्मितीवर महत्त्वपूर्ण डेटा उपलब्ध आहे. वेधशाळेची चपळता हे त्याचे वैशिष्ट्य आहे: जेव्हा ते फ्लेअर शोधते, तेव्हा ते क्ष-किरण आणि दृश्यमान प्रकाशातील घटनेच्या नंतरच्या चमकांचे विश्लेषण करण्यासाठी काही सेकंदात स्वायत्तपणे त्याच्या इतर उपकरणांची पुनर्रचना करते, जगभरातील दुर्बिणींमध्ये निर्देशांक प्रसारित करते.
या जलद प्रतिसाद क्षमतेमुळे दीर्घकालीन GRBs आणि Type Ibc सुपरनोव्हा यांच्यातील दुव्याची पुष्टी करण्यासारखे मूलभूत शोध सक्षम झाले आहेत. याव्यतिरिक्त, धूमकेतू, लघुग्रह, सुपरनोव्हा आणि आकाशगंगांच्या केंद्रांवर अतिमॅसिव्ह कृष्णविवरांच्या क्रियाकलापांसह इतर वैश्विक घटनांचे निरीक्षण करण्यात स्विफ्ट महत्त्वपूर्ण आहे. इन्स्ट्रुमेंटच्या नुकसानीमुळे वैज्ञानिक समुदायाच्या क्षणिक विश्वाचे निरीक्षण करण्याच्या क्षमतेमध्ये एक महत्त्वपूर्ण अंतर निर्माण होईल, डेटाच्या सतत प्रवाहात व्यत्यय येईल ज्यामुळे आधीच 10,000 पेक्षा जास्त वैज्ञानिक प्रकाशने झाली आहेत आणि एक अमूल्य वारसा सिद्ध झाला आहे.
हवाई प्रक्षेपण बचावातील नाविन्य दर्शवते
मिशनचे घट्ट वेळापत्रक आणि विशिष्ट परिभ्रमण आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, NASA ने एक अपारंपरिक प्रक्षेपण धोरण निवडले. कॅटलिस्टचे लिंक वाहन नॉर्थरोप ग्रुमनच्या पेगासस एक्सएल रॉकेटद्वारे अंतराळात नेले जाईल. ही प्रणाली तिच्या हवाई प्रक्षेपण पद्धतीसाठी ओळखली जाते.
रॉकेट, त्याच्या 350 किलो पेलोडसह, L-1011 Stargazer विमानाच्या फ्यूजलेज अंतर्गत संलग्न केले जाईल. हे विमान पॅसिफिक महासागरावर अंदाजे १२,००० मीटर उंचीवर उड्डाण करेल आणि ते पेगासस XL सोडेल. काही सेकंदांच्या फ्री फॉलनंतर, रॉकेटचे पहिले स्टेज इंजिन फायर होईल, लिंक वाहनाला त्याच्या कक्षीय मार्गावर चालवते.
हे तंत्र, 1990 पासून 45 हून अधिक प्रक्षेपणांमध्ये यशस्वीरित्या वापरले गेले, पारंपारिक उभ्या प्रक्षेपणांच्या तुलनेत लवचिकता आणि कार्यक्षमता, खर्च आणि तयारीचा वेळ कमी करते. स्विफ्टचा कमी कक्षीय कल जलद आणि अचूकपणे साध्य करण्यासाठी हा एक आदर्श उपाय आहे.
कॉस्मिक अभ्यासात स्विफ्टचे योगदान
स्विफ्ट स्पेस ऑब्झर्व्हेटरी हे एक मल्टीफंक्शनल टूल आहे ज्यामध्ये तीन मुख्य उपकरणे आहेत. बर्स्ट ॲलर्ट टेलिस्कोप (BAT) गॅमा-किरणांच्या स्फोटांसाठी आकाश स्कॅन करते, त्यांना सूचित करते. नंतर क्ष-किरण दुर्बिणी (XRT) आणि अल्ट्राव्हायोलेट/ऑप्टिकल टेलिस्कोप (UVOT) आफ्टरग्लोचा अभ्यास करण्यासाठी कार्यात येतात, ज्याला “आफ्टरग्लो” म्हणून ओळखले जाते.
या संयोजनाने स्विफ्टला आतापर्यंत पाहिलेल्या काही सर्वात दूरच्या आणि शक्तिशाली घटनांचा शोध घेण्याची परवानगी दिली, ज्यामुळे सुरुवातीच्या विश्वाची झलक मिळाली. 2008 मध्ये GRB 080319B चा शोध घेणे ही त्याच्या सर्वात लक्षणीय कामगिरींपैकी एक होती, 7.5 अब्ज प्रकाश-वर्षे दूर असूनही तो पृथ्वीवरून उघड्या डोळ्यांनी दिसू शकतो इतका तेजस्वी स्फोट.
स्विफ्टने गोळा केलेला डेटा गॅमा-किरणांच्या स्फोटांची विविधता समजून घेण्यासाठी, न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या टक्करांशी अल्पायुषी आणि मोठ्या ताऱ्यांच्या संकुचिततेशी दीर्घायुषी जोडण्यासाठी आवश्यक होता. 2024 मध्ये, दुर्बिणीने त्याचे विपुल वैज्ञानिक उत्पादन चालू ठेवले, सुमारे 150 नवीन वैश्विक घटनांची नोंद केली.
सरकारी उपग्रहांसाठी परिणाम
हे बचाव अभियान वैज्ञानिक मालमत्तेच्या साध्या जतनाच्या पलीकडे जाते. हे कॉन्ट्रॅक्टिंग आणि लॉन्च दरम्यान फक्त आठ महिन्यांच्या कालावधीसह, कक्षेत सेवा आणि देखभाल युक्ती जलद आणि कार्यक्षमतेने पार पाडण्याच्या क्षमतेचे महत्त्वपूर्ण प्रदर्शन म्हणून कार्य करते.
ऑपरेशनचे यश अप्रस्तुत उपग्रहांसह डॉकिंग तंत्रज्ञानाचे प्रमाणीकरण करेल, जुन्या सरकारी आणि व्यावसायिक उपग्रह फ्लीट्सचे आयुष्य, पुनर्पुरवठा किंवा दुरुस्तीसाठी भविष्यातील मोहिमांसाठी मार्ग मोकळा करेल. पेंटागॉन आणि इतर संरक्षण एजन्सी या प्रकल्पाकडे मोठ्या स्वारस्याने पाहत आहेत, त्यांच्या स्वतःच्या अंतराळ मालमत्ता टिकवून ठेवण्यासाठी अनुप्रयोगांची कल्पना करत आहेत.
रोबोटिक कॅप्चरसाठी तांत्रिक तयारी
NASA आणि कॅटलिस्ट अभियंते कॅप्चर मॅन्युव्हर उत्तम प्रकारे अंमलात आणले जातील याची खात्री करण्यासाठी वेळेच्या विरोधात आहेत. इन-ऑर्बिट ॲप्रोच आणि डॉकिंग परिस्थितीचे अनुकरण करण्यासाठी कठोर ग्राउंड चाचण्या घेतल्या जात आहेत. उपग्रहाला हानी न करता युक्तीच्या शक्तींचा सामना करू शकतील अशा मजबूत आणि सुरक्षित संलग्नक बिंदू ओळखण्यासाठी, प्रक्षेपण करण्यापूर्वी घेतलेल्या स्विफ्टच्या उच्च-रिझोल्यूशन फोटोंचे टीम बारकाईने विश्लेषण करत आहे. अप्रोच दरम्यान, लिंक वाहनाने सूर्य, पृथ्वी किंवा चंद्रावरील प्रकाश थेट स्विफ्टच्या संवेदनशील ऑप्टिकल उपकरणांवर पडण्यापासून रोखण्यासाठी अचूक अभिमुखता राखली पाहिजे, ज्यामुळे कायमचे नुकसान होऊ शकते. कक्षेतील प्रॉक्सिमिटी मॅन्युव्हर्स टप्पा दोन ते तीन आठवड्यांदरम्यान टिकला पाहिजे, ज्याचा पराकाष्ठा कॅप्चर आणि कक्षीय उंचीच्या सुरूवातीस होतो.
जागा मालमत्तेची बचत करण्याचा खर्च-लाभ
बचाव मोहिमेतील US$30 दशलक्ष गुंतवणूक स्विफ्ट वेधशाळेच्या मूळ किमतीचा एक अंश दर्शवते, ज्याचा अंदाज US$500 दशलक्ष पेक्षा जास्त आहे. ऑपरेशनला एक धोरणात्मक आणि आर्थिकदृष्ट्या विवेकपूर्ण निर्णय म्हणून पाहिले जाते, कारण ते एक अद्वितीय, उच्च-कार्यक्षमतेचे वैज्ञानिक साधन जतन करते, ज्याच्या बदलीसाठी खूप जास्त खर्च येईल आणि विकसित आणि लॉन्च होण्यासाठी अनेक वर्षे लागतील.
