ટ્રાન્સલુનાર ઇન્જેક્શન શું છે?

ભારતીય ચંદ્રયાન-3 અને રશિયન યાન લુના-25 વિશે જાણીએ

કહેવાય છે દોસ્ત દુ:ખી હોય તો ખૂબ દુ:ખ થાય પણ જો આપણાથી આગળ નીકળી જાય તો ઈર્ષ્યા થાય. આવું જ કંઈક ભારત -રશિયા વચ્ચે થઈ રહ્યું છે. રશિયા અને ભારત બંને છેલ્લા લગભગ સાત દાયકાથી મજબૂત મિત્ર છે. પણ હમેશા ‘પ્રથમ’ રહેવાની રશિયાની જીદ આગળ મિત્રતા પાછી પડી છે. રશિયાના સ્પર્ધાત્મક વલણથી કોઈ અજાણ નથી. જર્મની અને જાપાનને બીજા વિશ્વયુદ્ધમાં સાથે મળીને માત આપનાર અમેરિકા સાથે રશિયાનું શીત યુદ્ધ (વૈશ્વિક રાજકારણની ગઈ સદીની મહત્વની ઘટના) પાછળના અનેક પરિબળોમાં એક એ પણ હતું કે પરમાણુ બોમ્બ બનાવવામાં અમેરિકા તેનાથી આગળ કેમ નીકળી ગયું? હીરોશીમાં અને નાગાસાકી પર બોમ્બ ફેંકવાની યોજના બાબતે અમેરિકાએ રશિયાને કેમ અવગત ન કર્યું વગેરે..આપણું ચન્દ્રયાન-3 હવે પૃથ્વીની કક્ષા છોડીને ચન્દ્રની ઓર્બીટમાં સ્થાપિત થઈ ગયું છે જે લગભગ 23 તારીખે ચંદ્ર પર લેંડ થવાની સંભાવના છે. જો આમ થયું તો આજ સુધી અભેદ્ય રહેલા ચન્દ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ પર પહોંચનારો દુનિયાનો પ્રથમ દેશ બનવા જઇ રહ્યો હતો. ત્યાં જ સમાચાર આવ્યા કે, અંતરિક્ષ ક્ષેત્રની વૈશ્વિક સ્પર્ધામાં કોઈપણ રીતે પોતાને આગળ રાખવાનો પ્રયાસરૂપે રશિયા પણ તેના લુનાર મિશનને આગળ ધપાવતા 11મી ઓગસ્ટે લુના-25 યાન લોન્ચ કર્યું છે. ભારતના આ મિત્ર દેશ દ્વારા લગભગ પાંચેક દાયકાના અંતરાલ પછી આ મિશન એવા સમયે લોન્ચ કરવામાં આવ્યુ છે જ્યારે ભારતનું ચંદ્રયાન-3 ચંદ્ર પર ઉતરવાને થોડા જ દિવસો બાકી છે. હા, જ્યારે ભારતનું ચંદ્ર મિશન ચંદ્રયાન-3 ચંદ્રથી થોડે જ દૂર છે! કીક્ષફ-25 અગાઉ ઓક્ટોબર 2021માં લોન્ચ થવાનું હતું. પરંતુ પહેલા કોવિડ અને બાદમાં રશિયા-યુક્રેન યુદ્ધને કારણે યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સી અને જાપાનીઝ સ્પેસ એજન્સીએ સહયોગ પાછો ખેંચતા તેમાં વિલંબ થયો.

ચંદ્રના સૌથી મુશ્કેલ પ્રદેશમાં ઉતરાણ

ચંદ્રનો દક્ષિણ ધ્રુવનો પ્રદેશ એકદમ ખરબચડો હોવાને કારણે ત્યાં લેન્ડિંગ ખૂબ પડકારરૂપ બની જાય છે. અલબત્ત, આ પ્રદેશમાં બ્રહ્માંડની રચનાના અનેક રહસ્યો સચવાયેલા હોવાથી ખૂબ મૂલ્યવાન સ્થળ છે. વૈજ્ઞાનિકોનું માનવું છે કે અહીં બરફનો નોંધપાત્ર જથ્થો હોઈ શકે છે જેનો ઉપયોગ અહીં આવતા સ્પેસ મિશન માટે ઈંધણ અને ઓક્સિજન તેમજ ભવિષ્યમાં કદાચ પીવાના પાણી માટે થઈ શકે શકયતા છે. ઈંજછઘનો હેતુ ભારતને ચંદ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ પર સોફ્ટ લેન્ડ કરનાર પ્રથમ દેશ બનાવવાનો છે. રશિયા પણ આ જ હેતુ સાથે દક્ષિણ ધ્રુવ પર ઉતરવાનું લક્ષ્ય ધરાવે છે. આવી સ્થિતિમાં, સવાલ એ છે કે શું ચંદ્રની સપાટી પર તેના ઉતરાણની લુના-25ની સમયસીમા ચંદ્રયાન-3 ના નિર્ધારિત સમયસીમાની સાથે ટકરાશે? ચંદ્રયાન-3 કે લુના-25 ચંદ્રના સૌથી મુશ્કેલ ભાગ એટલે કે દક્ષિણ ધ્રુવ પર કોણ સૌથી પહેલા પગલાં માંડશે? વોસ્તોચન કોસ્મોડ્રોમથી લોન્ચ થયા પછી, લુના-25ને ચંદ્ર પર પહોંચવામાં લગભગ દોઢ અઠવાડિયું લાગશે અને એકવીસમી ઓગસ્ટના ચંદ્ર પર લેન્ડ કરવાની સંભાવના છે. બરાબર તે જ સમયે, એટલે કે લગભગ ત્રેવીસ ઓગસ્ટના રોજ ચંદ્રયાન-3 23 ઓગસ્ટે દક્ષિણ ધ્રુવ પર ઉતરી શકે છે. રશિયાની અવકાશ એજન્સી રોસકોસ્મોસે જણાવ્યું છે કે લુના-25 અવકાશયાનને ચંદ્ર સુધી પહોંચવામાં પાંચ દિવસનો સમય લાગશે અને પછી ધ્રુવની નજીક ત્રણ સંભવિત લેન્ડિંગ સાઇટ્સમાંથી એક પર ઉતરતા પહેલા પાંચથી સાત દિવસ ચંદ્રની પરિક્રમા કરશે. રોસ્કોસમોસના(રશિયન સ્પેસ એજન્સી) જણાવ્યા અનુસાર, બંને મિશન, લુના-25 અને ચંદ્રયાન-3 એકબીજાના રસ્તામાં અવરોધ ઉભો નહીં કરે. એજન્સીના જણાવ્યા અનુસાર બંને મિશનમાં ઉતરાણ માટે અલગ-અલગ વિસ્તારોની યોજના છે. તેથી બંને મિશનનાં એકબીજા સાથે અથડાવાની કે એકબીજાને દખલ કરવાની સંભાવના નથી. વળી, ચંદ્ર પર દરેક માટે પૂરતી જગ્યા છે. ચંદ્ર પરના રોકાણ અંગે બન્ને યાનની અલગ અલગ સમયસીમા નિર્ધારિત છે. ભારતનું ચંદ્રયાન-3 બે અઠવાડિયા સુધી અહીં રોકાણ કરીને સંશોધન કરશે જ્યારે લુના-25 એક વર્ષ સુધી ત્યાં રહેશે. લુના-25 તેની સાથે 31 કિલો વજનના મશીન્સ પણ લઈ જાય છે જે ચંદ્ર પર જામી ગયેલાં પાણીની હાજરીનું પરીક્ષણ કરશે તેમજ ખડકને છ ઈંચ સુધી ખોડીને સેમ્પલ એકત્રિત કરશે. શક્ય છે કે આ નમૂનાઓની ભીતર પૃથ્વી તેમજ બ્રહ્માંડના અનેક રહસ્યો છુપાયેલા હોય. રશિયાનું આ લુના-25 ચન્દ્રના બંધારણની તપાસ અંતર્ગત ચંદ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ પર અનેક પ્રકારના સંશોધન કરશે. આ ઉપરાંત વાતાવરણમાં રહેલા પ્લાઝ્મા અને ધૂળના કણોની પણ તપાસ કરવામાં આવશે. અગાઉ વર્ષ 1976માં સોવિયેત સંઘે લુના-24 મિશન લોન્ચ કર્યું હતું જે તેની સાથે 170લળ ચંદ્રની ધૂળ લાવીને સફળતાપૂર્વક પરત થયું હતું.
આપણું ચંદ્રયાન-3 લગભગ બેતાલીસ દિવસે ચંદ્ર પર પહોંચશે જ્યારે રશિયાનું લુના-25 ફક્ત 11-12 દિવસમાં! એમ થવાના કારણો જોઈએ તો,

આકાશમાં ઊડતી પતંગને આપણે લંગર નાંખી લૂંટતા ત્યારે પથર બાંધેલી દોરને ગોળ ગોળ, વધુને વધુ મોટા વ્યાસમાં ઘુમાવીને, આમ કરીને ઉપર તરફ જવાનો દોરીનો વેગ અને બળ વધારતાં તેને પતંગની દોર સુધી પહોંચાડતા. ચંદ્રયાનની ગતિવિધીને ઉપરોક્ત સરળ ઉદાહરણથી સમજીએ તો, પૃથ્વીના ક્રમશ: મોટાને મોટા વ્યાસ વાળા પાંચેક ચક્કર લગાવતા લગાવતા અંતે એક બિંદુએ તેણે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણથી બહાર નીકળીને ચંદ્રના પરિક્રમા પથમાં પ્રવેશ કર્યો. અને હવે એ જ રીતે ક્રમશ: નાનાને નાના વ્યાસ વાળા પાંચેક ચક્કર લગાવતા લગાવતા તે ચંદ્ર પર લેન્ડ કરશે. જ્યારે આ જ કામ લુના-25 બે-કે ત્રણ ચક્કરમાં પૂરું કરશે.

ટ્રાન્સલુનાર ઇન્જેક્શન મેન્યુવર અંતરિક્ષ યાત્રાની મહત્વપૂર્ણ ટેક્નિક છે જેનો ઉપયોગ પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાંથી ચંદ્રની ઓર્બીટ પર મૂકવા માટે થાય છે

આમ, ચંદ્રયાન-3 મિશન લુના-25 કરતા લાંબા રૂટ પર મુસાફરી કરી રહ્યું છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પહેલી ઓગસ્ટ 12 :15 મધરાતે, પંદર દિવસ પૃથ્વીની ઓર્બીટમાં ચક્કર લગાવ્યા બાદ ચંદ્રયાન-3 પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણથી બહાર નીકળીને ચંદ્રની ઓર્બીટમાં સ્લીંગશોટ વડે (ગોફણની જેમ) સ્થાપિત થઈ ચૂક્યો છે જેને સાયન્ટિફિક ટર્મ્સમાં ટ્રાન્સલુનાર ઇન્જેક્શન કહેવાય છે. ટ્રાન્સલુનાર ઇન્જેક્શન મેન્યુવર અંતરિક્ષ યાત્રાની એક મહત્વપૂર્ણ ટેક્નિક છે જેનો ઉપયોગ પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાંથી અવકાશયાનને મુક્ત કરતા કરતા તેને ચંદ્રની ઓર્બીટ પર મૂકવા માટે થાય છે. ઝકઈં ત્યારે કરવામાં આવે છે જ્યારે અવકાશયાન તેની ભ્રમણકક્ષામાં ’પેરીજી’ એટલે કે પૃથ્વીની સૌથી નજીકના બિંદુ તરીકે ઓળખાતા ચોક્કસ બિંદુ પર હોય છે. આ વ્યૂહાત્મક ક્ષણે તેના એન્જિનને ચાલુ કરવાથી, અવકાશયાન પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણના ખેંચાણથી મુક્ત થવા અને ચંદ્ર તરફ તેની મુસાફરી શરૂ કરવા માટે પૂરતી ઝડપ મેળવે છે.
ચંદ્રયાન-3એ પૃથ્વીની આસપાસ પાંચ પ્રદક્ષિણા કર્યા પછી નિર્ધારિત સ્ટેપસ મુજબ તારીખ 17 થી 25 જુલાઈ વચ્ચે થ્રસ્ટ આપવામાં આવ્યાં. સરળ ભાષામાં કહીએ તો ધક્કો મારવામાં આવ્યો. જેથી તે એક એક કરીને પહેલાથી મોટી ઓર્બીટમાં પ્રવેશ કરી શકે. આ પૂરી પ્રોસેસને ‘ઓર્બિટલ સ્પીડ મેનુવરીંગ’ કહે છે. સૌપ્રથમ 1925માં જર્મન એન્જિનિયર વોલ્ટર હોમેને તેના પુસ્તક ‘ધ અટેનેબ્લીટી ઓફ હેવેનલી બોડી’ માં તેની થિયરી આપી છે. જેમાં કોઈપણ ઓબ્જેક્ટને એક ઓર્બીટમાંથી બીજી ઓર્બીટમાં મોકલવામાં લાગતી મિનિમમ એમાઉન્ટ ઓફ એનર્જીની ગણતરી આપી છે. આ ગણતરીને ‘ધ હોમેન ટ્રાન્સફર’ નામ આપવામાં આવ્યું છે. મૂળભૂત રીતે, આ પ્રોસેસ મુજબ કોઈપણ એલિફ્ટીકલ ઓર્બીટમાં ફરી રહેલા સેટેલાઈટ જ્યારે પૃથ્વીના સૌથી નજીકના પોઈન્ટ ઉપર હોય છે ત્યારે તેને થ્રસ્ટ(ધક્કો, ફોર્સ) આપવામાં આવે છે જેથી તે બીજી મોટી ઓર્બીટમાં પ્રવેશ કરી શકે. આ પ્રોસેસમાં ફ્યલ ફક્ત થ્રસ્ટ આપવાના સ્ટેજમા જ ઉપયોગ થાય છે જેના પરિણામે ફ્યુલનો વપરાશ એકદમ ઓછો થઈ જાય છે. અદલ આ જ પ્રોસેસની મદદથી ચંદ્રયાન-3એ 25 જુલાઈના દિવસે પૃથ્વીની પાંચમી અને આખરી ઓર્બીટમાં પ્રવેશ કર્યો. જેવું ચંદ્રયાન પૃથ્વીની પાંચમી અને આખરી ભ્રમણકક્ષામાં આવ્યું તેણે તેની સ્પીડ વધારી દીધી અને પહેલી ઓગસ્ટની રાત્રે 12:15એ ટ્રાન્સલુનાર ઇન્જેક્શન માટે પૃથ્વી પરથી તેના થ્રસ્ટને એક્ટિવેટ કરવામાં આવ્યું. જેના દ્વારા ચંદ્ર તરફ એક ચોક્કસ પથ પર સફળતાપૂર્વક મોકલી દેવામાં આવ્યું. આપણે સાંભળ્યું કે પંદર દિવસ પૃથ્વીની ભ્રમણ કક્ષામાં ભ્રમણ કર્યા બાદ આખરે તેને ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થાપિત કરવામાં વિજ્ઞાનીઓને સફળતા મળી. વિજ્ઞાનીઓ અહીં અને ચંદ્રયાન અંતરિક્ષમાં, તો પછી વિજ્ઞાનીઓને આ નવી સફળતા વળી કેવી રીતે મળી એ સમજીએ. હકીકતમાં આ પુરા મિશનને કમ્પ્લીટ કરવામાં થ્રસ્ટનો રોલ મહત્વનો રહેશે. આ થ્રસ્ટસ ઈંજઝછઅઈ (ઈંજછઘ ઝયહયળયિિું, ઝફિભસશક્ષલ ફક્ષમ ઈજ્ઞળળફક્ષમ ગયિૂંજ્ઞસિ) દ્વારા બેંગ્લોરથી કંટ્રોલ કરવામાં આવે છે. હકીકતમાં ભારતના બધા જ મિશન અહીંથી કંટ્રોલ કરવામાં આવે છે. કારણ કે અહીંથી સેટેલાઈટ ઓર્બિટલ, ઓલ્ટીટ્યુડ, કેપેસિટી જેવા ટેકનીકલ બાબતોના રીયલ ટાઈમ એસેસમેન્ટ થઈ શકે છે. આ થ્રસ્ટસને કારણે જ ચંદ્રયાન-3 સીધા જવાને બદલે ચંદ્રની પાસે એક વર્તુળાકાર ટ્રાન્જેક્ટરીમાં એન્ટર થશે( જ્યારે અવકાશયાન પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષા છોડીને ચંદ્ર તરફ જાય છે,

નાસાના એપોલોયાન ડાયરેક્ટ લોન્ચિંગમાં ચાર લાખ ચાર હજાર કિલોગ્રામ ફ્યુલ લાગ્યું હતું. જ્યારે ચંદ્રયાન-3 તેના પંદરમાં ભાગનું એટલે કે સત્તાવીસ હજાર કિલો ફ્યુલ સાથે મિશન પૂરું કરશે

ત્યારે જે માર્ગ નક્કી કરવામાં આવે છે તેને લુનાર ટ્રાન્સફર ટ્રાન્જેક્ટરી કહેવામાં આવે છે.) અને પછી ચંદ્રની આસપાસ ભ્રમણ કરશે. આખરે જ્યારે ચંદ્રની સપાટીથી 30 કિલોમીટર દૂર પહોંચે ત્યારે તેના પર લગાવેલા સેન્સર્સની મદદથી પોતાની લેન્ડિંગ પોઈન્ટ શોધશે અને ચંદ્રના સાઉથ પર પોલ પર સોફ્ટ લેન્ડીંગ કરશે. નાસાના એપોલોમિશનને ચંદ્ર સુધી પહોંચવામાં ચાર દિવસ લાગ્યા હતા જ્યારે રશિયાના લુના-1 ફક્ત 34 કલાકમાં ચંદ્ર પર લેન્ડિંગ કરી દીધું હતું તો હવે ઈસરોને ત્યાં સુધી પહોંચવામાં તેમનાથી દસ ગણો સમય કેમ લાગે છે તે વધુ વિસ્તારથી સમજીએ. વાત એમ છે કે અમેરિકા અને રશિયાએ તેમના મિશનને ડાયરેક્ટ ચંદ્રની ઓર્બીટમાં જ લોન્ચ કર્યું હતું. તેઓ એવું કરી શક્યા હતા કારણ કે તેમના મિશન બજેટ જંગી હતાં પરિણામે બધીજ જગ્યાએ વધુ સક્ષમ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ તેઓએ કર્યો હતો. તેમના લોન્ચર ખૂબ મોટી માત્રામાં ફ્યુલ લઈ જઈ શકે તેવા શક્તિશાળી હતા. બીજી બાજુ, આપણે જાણીએ છીએ કે ઓછા ખર્ચામાં મહત્તમ સફળ પરિણામ આપવું એ ઈસરોના વિજ્ઞાનીઓની હંમેશાની વિશેષતા રહી છે. તેમના આ જ વલણને અનુસરતાં ઈસરોના વિજ્ઞાનીઓએ મંગલયાનના લોન્ચિંગમાં જે ટેકનીકનો ઉપયોગ કર્યો હતો કે જેમાં, ખૂબ જ ઓછા ફ્યુલ સાથે પણ કામ થઈ જાય. આમ, ઉપરના ફકરામાં જણાવ્યું એ ટેકનિકનો ચંદ્રયાન-3માં પણ ઉપયોગ કર્યો છે. આ રીતે લોન્ચ કરવામાં ફાયદો એ છે કે, ડાયરેક્ટ લોન્ચિંગમાં વન શોટમાં સેટેલાઈટને સીધો લોન્ચ કરવાનો હોય છે તેના માટે વધારે થ્રસ્ટની, મોટી માત્રામાં ફ્યુલની જરૂર પડે છે જે બજેટ વધારે છે. પરંતુ ઉપરોક્ત ટેકનીકમાં ફક્ત ઓર્બીટ ચેન્જિંગ વખતે જ ફ્યુલની જરૂર પડે છે. આમ, નાસાના એપોલોયાન ડાયરેક્ટ લોન્ચિંગમાં ચાર લાખ ચાર હજાર કિલોગ્રામ ફ્યુલ લાગ્યું હતું. જ્યારે ચંદ્રયાન-3 તેના પંદરમાં ભાગનું એટલે કે સત્તાવીસ હજાર કિલો ફ્યુલ સાથે મિશન પૂરું કરશે. તેથી જ એપોલોયાને રોકેટ મોકલવા માટે 2919 કરોડનો ખર્ચો થયો હતો ત્યારે ચંદ્રયાન-3 કુલ 615 કરોડનું છે. ભલે બજેટ ઓછું છે પરંતુ ઇસરોના ભૂતપૂર્વ ચેરમેન માધવન નાયર કહે છે કે આટલું ઓછું બજેટ હોવા છતાં ઈસરોનો સક્સેસ રેટ બીજા દેશો કરતા 50% વધારે રહ્યો છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો ચંદ્રયાન-3 પોતાની આ યાત્રા પૃથ્વી અને ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણનો લાભ લઈને ઘણા ઓછા ઇંધણ સાથે કરી રહ્યું છે. શક્તિશાળી અને મોટા રોકેટ વધુ મોંઘા હોવાથી, ભારતે નાના રોકેટ દ્વારા તેના ઉદ્દેશ્યને પ્રાપ્ત કરવા માટે આ યોજના બનાવી છે. ‘કરકસરમાં કૌશલ્ય’ એ ઇસરોના વિજ્ઞાનીઓનો મંત્ર છે અને મોટી વાત એ છે કે મર્યાદિત સંસાધનો હોવા છતાં, ઇસરોએ તેનું મિશન શરૂ પાર પાડી બતાવ્યું કહેવાય. આજ સુધી અમેરિકા પંદર વખત, રશિયા આઠ, ચાઈના ત્રણ વાર ચંદ્ર પર સફળ લેન્ડિંગ કરી ચૂક્યું છે અને ભારતનો આ બીજો પ્રયાસ છે.અને આ જ ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોની સફળતા છે કે રશિયાની સરખામણીએ આપણે અંતરિક્ષ ક્ષેત્રે ઘણા નાના ખેલાડી હોવા છતાં રશિયાએ આપણી હરીફાઈમાં ઊતરવું પડ્યું છે.