श्री राजीव गजानन पुजारी
इंद्रधनुष्य
☆ पहिला प्रकाश – भाग-2 ☆ श्री राजीव गजानन पुजारी ☆
(सायके मोहिमेने सुदूर अंतराळातून लेसरद्वारा पृथ्वीशी साधलेला दूरसंवाद )
६) विलंब (Latency) :-
अंतराळाशी दूर संवाद विनाविलंब होत नसतो. या दूर संवादाच्या वेगावर एक वैश्विक मर्यादा असते, ती म्हणजे प्रकाशाचा वेग जो १,८६,००० मैल प्रती सेकंद एवढा असतो. पृथ्वी समीप कक्षांमधील अंतराळ याने पृथ्वीशी माहितीची जी देवाण-घेवाण करतात त्यामध्ये होणारा विलंब नगण्य असतो. पण जसजसे आपण पृथ्वीपासून दूर जाऊ त्यावेळी होणारा विलंब हे एक आव्हान बनते. जेव्हा मंगळ पृथ्वीच्या अगदी जवळ असतो – साधारण ३५ दशलक्ष मैल- त्यावेळी होणारा विलंब चार मिनिटांचा असतो. ज्यावेळी मंगळ व पृथ्वी यांच्यातील अंतर जास्तीत जास्त असते – साधारण २५० दशलक्ष मैल- त्यावेळी होणारा विलंब २४ मिनिटांचा असतो. म्हणजेच अंतराळवीरांना पृथ्वीकडे पाठविलेला संदेश मिशन कंट्रोलला पोहोचायला ४ ते २४ मिनिटे वाट बघावी लागेल आणि आणखीन ४ ते २४ मिनिटे मिशन कंट्रोलने त्यांना दिलेले उत्तर मिळण्यासाठी वाट बघावी लागेल. ज्यावेळी माणूस मंगळावर वसाहत करेल, त्यावेळी पृथ्वीशी त्यांनी केलेल्या संभाषणात, विलंब हा एक घटक आहे हे गृहीत धरून दूरसंवाद अभियंत्यांना दूरसंवाद प्रणालीचे नियोजन करावे लागेल.
७) अडथळा /हस्तक्षेप (Interferance) :-
आपण जसजसे अंतराळात दूर दूर जाऊ तसतशी अंतराळयानाने पाठविलेल्या विदेची व अंतराळयानाकडे पाठवलेल्या विदेची गुणवत्ता ढासळत जाते. त्यामुळे पाठविलेल्या संदेशांमध्ये चुका उत्पन्न होऊ शकतात. दुसऱ्या मोहिमांकडून व सूर्याकडून येणारी प्रारणे, तसेच आपण सूर्यमाले बाहेर गेल्यास अंतराळातील इतर गोलकांकडून (celestial bodies) येणारी प्रारणे यांचा संदेशाच्या गुणवत्तेमध्ये हस्तक्षेप होतो. मिशन ऑपरेशन व कंट्रोलला अचूक विदा प्राप्त व्हावी म्हणून अंतराळ संशोधन संस्था हस्तक्षेप पकडणे व तो दूर करणे यासाठी विविध उपाय योजतात. यांमध्ये कॉम्प्युटरला अशी आज्ञावली दिली जाते जेणेकरून तो हस्तक्षेप विरहित माहिती (वापरण्यायोग्य विदा) अभियंत्यांना देतो.
हॉलिवूड सिनेमांमध्ये परग्रहवासीय विनासायास पृथ्वीवासीयांशी संवाद साधू शकतात असे स्वप्नरंजन दाखविले जाते. नासा, इस्त्रो अशा अंतराळ संस्थांमधील अभियंते हे स्वप्न वास्तवात आणण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. यातीलच एक टप्पा म्हणजे लेसर आधारित दूरसंभाषण होय.
नासाच्या सायके (psyche)अंतराळयानाने १४ नोव्हेंबर २०२३ च्या पहाटे पृथ्वीकडे १६ दशलक्ष किलोमीटर अंतरावरून यशस्वीरित्या लेसर संकेत पाठविला व अंतराळक्षेत्रात दूरसंभाषणाचे एक नवीन दालन उघडले. ५ऑक्टोबर २०२३ रोजी प्रक्षेपित केलेले सायके हे अंतराळयान मंगळ व गुरु या ग्रहांदरम्यान असणाऱ्या व विविध खनिज द्रव्याने परिपूर्ण अशा सायके याच नावाच्या लघुग्रहाकडे प्रवास करीत आहे. या लघुग्रहाचा अभ्यास केल्याने पृथ्वीच्या लोहयुक्त गाभ्याविषयी अधिक माहिती मिळेल. हे अंतराळयान आणखी एक प्रयोग करणार आहे, यामुळे सुदूर अंतराळाच्या अन्वेषणास नवीन आयाम मिळणार आहे. या प्रयोगाअंतर्गत १४ नोव्हेंबर २०२३ रोजी यानाने पृथ्वीकडे लेसरद्वारे प्रायोगिक तत्त्वावर विदेचे प्रक्षेपण केले. सुदूर अंतराळातून अतिवेगाने प्रवास करत असताना अंतराळयान त्याने प्राप्त केलेला विदा कसा बरे पाठवीत असेल? पृथ्वीवर ज्याप्रमाणे आपण बिनतारी संदेश पाठितो, अंतराळयान विद्युत चुंबकीय वारंवारितेच्या विविध बॅन्डविथस् वर विदेचे सांकेतन करते. सध्याचा विचार केला तर बहुतेक सर्व अंतरिक्ष संदेशन रेडिओ लहरी वापरून केले जाते. विद्युत चुंबकीय वर्णपटात रेडिओ लहरींची तरंग लांबी सर्वात जास्त असते पण वारंवारिता सर्वात कमी असते. ज्यावेळी सर्व घटक समान असतात तेव्हा जास्त बँडविड्थ असणारा संकेत घट्ट तरंगांमध्ये जास्त विदा सामावून एका सेकंदाला जास्त विदा वाहून नेतो. त्यामुळे वैज्ञानिक विदा पाठवण्यासाठी जास्त बँडविड्थ वापराण्याला प्राधान्य देतात आणि हे काम आव्हानात्मक आहे. संप्रेषणासाठी इतर विद्युत चुंबकीय लहरींपेक्षा रेडियो लहरी जास्त करून वापरल्या जातात, कारण त्याचे सुयोग्य प्रसारण (propagation) होय. कोणत्याही हवामानात, झाडाझुडपांच्या अडथळ्यांमधून आणि जवळजवळ सर्व बांधकाम साहित्यातून अडथळ्यांना वळसा घालून त्या पुढे जातात. कमी तरंग लांबींच्या लहरी अडथळ्यांवर आपटून विखुरल्या जातात. विदेच्या वेगवान संप्रेक्षणासाठी अमेरिकेच्या नासा या अंतराळ संशोधन विषयक संस्थेने एक अनोखा प्रयोग करायचे ठरविले. याला सुदूर अंतरिक्ष प्रकाशीय संप्रेषण (Deep Space Optical Communication- DSOC) असे संबोधण्यात आले. यात अंतराळयानाशी संपर्क साधण्यासाठी आवरक्त समीप (near infrared) लेसर संकेतांचा वापर करण्यात आला आहे.
नासाच्या मते DSOC च्या वापरामुळे विदा संप्रेषणाचा वेग तेवढ्याच आकार व क्षमता असणाऱ्या रेडिओ संप्रेषण प्रणालीच्या वेगापेक्षा किमान दहापट वाढेल. त्यामुळे HD व्हिडिओंसह विदेचा मोठा साठा संप्रेषित करता येईल.
DSOC पारेषग्राही (transcevier) असणारे सायके हे पहिलेच अंतराळयान आहे. याचा वापर करून हे यान पहिली दोन वर्षे पृथ्वीशी उच्चपट्टरुंदी (high band width) प्रकाशकीय दूरसंवाद साधेल.
कॅलिफोर्निया राज्यामधील राईटवूड जवळ असणाऱ्या नासाच्या टेबल माउंटन फॅसिलिटी येथील प्रकाशकीय संप्रेषण दुर्बीण प्रयोगशाळेतून (optical communications telescope laboratiry)१४ नोव्हेंबर २०२३ रोजी लेसर शलाके द्वारा प्रक्षेपित केलेला संकेत सायके वरील पारेषग्राहीने टिपला व या तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिकाने ‘प्रथम प्रकाश’ साध्य केला. उच्चपट्टरुंदीच्या प्रसारणाला असणाऱ्या मर्यादा लक्षात घेतल्या तर हे तंत्रज्ञान कसे काम करते हे समजून घेणे खूप मनोरंजक आहे. नासाच्या अहवालानुसार ‘अचूक वेध’ हे याचे उत्तर आहे. यानावर असणारा लेसर पारेषग्राही आणि जमिनीवरील लेसर प्रक्षेपक या दोघांनी अचूक वेध घेणे आवश्यक आहे. हे म्हणजे हलत्या डाईमचा (२सें.मि. आकाराचे एक नाणे) एक मैल अंतरावरून वेध घेण्यासारखे आहे. यानावरील पारेषग्राही यानाच्या कंपनांपासून विलग करणे, यान व पृथ्वी यांच्या सतत बदलणाऱ्या स्थितीशी जमवून घेणे आणि कमकुवत लेसर संकेतांमधून विदा प्राप्त करणाऱ्या नवीन संकेत प्रक्रियेच्या तंत्रज्ञानामुळे हे साध्य झाले आहे. पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या उपग्रहांमध्ये या तंत्रज्ञानाचे पूर्वी प्रात्यक्षिक झाले आहे. पण DSOC मुळे सुदूर अंतराळात देखील हे तंत्रज्ञान वापरता येणे शक्य आहे यावर शिक्कामोर्तब झाले आहे. चंद्रापेक्षाही सुदूर अंतराळात प्रवास करण्याची मानवाची महत्त्वकांक्षा आहे. त्यावेळी वेगवान दूरसंभाषण ही काळाची गरज आहे. नासाच्या अंतरिक्ष तंत्रज्ञान मोहिमेच्या निदेशालयाचे टूडी कोर्टीज म्हणतात, “‘पहिला प्रकाश’ मिळविणे हा DSOC च्या अनेक महत्वाच्या टप्प्यांपैकी एक आहे. मानवाच्या मंगळावर मानव पाठविणे या उत्तुंग झेपेला पाठिंबा देणारी ही घटना आहे.”
संदर्भ :
१) nasa.gov/missions/tech-demonstration/space-communications
२) Indian Express च्या १६.११.२०२३ च्या अंकातील लेख
© श्री राजीव गजानन पुजारी
विश्रामबाग, सांगली
ईमेल – [email protected] मो. 9527547629
≈संपादक – श्री हेमन्त बावनकर/सम्पादक मंडळ (मराठी) – सौ. उज्ज्वला केळकर/श्री सुहास रघुनाथ पंडित /सौ. मंजुषा मुळे/सौ. गौरी गाडेकर≈
