आठ वर्षांनंतर, युरोपचे BepiColombo मिशन बुधाच्या कक्षेकडे जवळ येत आहे

खूप प्रतीक्षेनंतरचे आगमन

युरोपियन स्पेस एजन्सीचे जवळपास $2 अब्ज किमतीचे BepiColombo हे बुधासाठीचे रोबोटिक मिशन अखेर 2018 मध्ये सुरू झालेल्या प्रवासाच्या अंतिम टप्प्यात आले आहे. आठ वर्षांच्या सातत्यपूर्ण थ्रस्टिंगनंतर आणि काळजीपूर्वक आखलेल्या ग्रह-समीपगमनांनंतर, अंतराळयान आता त्या क्षणापासून फक्त काही महिन्यांच्या अंतरावर आहे ज्यासाठी मिशन नियोजक सुरुवातीपासून काम करत होते: सौरमालेतील सर्वात अंतर्गत ग्रहाभोवती कक्षेत पकडले जाणे.

या आठवड्यात, मिशनने आपले आयन थ्रस्टर वाहून नेणारा मोठा भाग टाकून देत एक महत्त्वाचा टप्पा पूर्ण केला. Mercury Transfer Module म्हणून ओळखले जाणारे ते हार्डवेअर दीर्घ क्रूझदरम्यान अंतराळयानाला चालना देत होते. आता ते मॉड्यूल नाहीसे झाल्याने, उरलेला विज्ञान संच या वर्षी नंतर होणाऱ्या अंतिम गुरुत्वीय पकडणाऱ्या युक्तीसाठी तयार आहे.

बुधापर्यंत पोहोचणे इतके कठीण का आहे

ग्रहतज्ज्ञांसाठी, बुध एक अनोखे आणि काहीसे प्रतिविरोधी आव्हान उभे करतो. तो सूर्याजवळचा ग्रह असला तरी, पृथ्वीवरून सोडलेले अंतराळयान केवळ आतल्या दिशेने कोसळेल आणि पोहोचेल असे नाही. बुधापर्यंत पोहोचण्यासाठी प्रचंड प्रमाणात कक्षीय ऊर्जा कमी करावी लागते. प्रत्यक्षात, या मिशनसाठी प्लूटोच्या एका उड्डाणापेक्षा अधिक ऊर्जा, म्हणजेच delta-v, आवश्यक होती; म्हणूनच NASA चे New Horizons दशकाच्या आत दूरच्या बटुग्रह प्लूटोपर्यंत पोहोचले, तर BepiColombo ला अधिक गुंतागुंतीचा मार्ग घ्यावा लागला.

बुधाभोवती स्थिर कक्षेत जाण्यासाठी पुरेसे वेग कमी करण्यासाठी, BepiColombo ने अभूतपूर्व नऊ गुरुत्वीय सहाय्यांवर अवलंबून राहिले. काळजीपूर्वक आखलेल्या या स्विंग-बायमध्ये पृथ्वी, शुक्र आणि स्वतः बुध यांच्या गुरुत्वाकर्षणाचा वापर करून अंतराळयानाचा मार्ग वाकवला गेला आणि अतिरिक्त ऊर्जा कमी करण्यात आली. प्रत्येक भेटीने प्रोबला सूर्याच्या अधिक जवळ ढकलले आणि पुढील सर्पिल टप्प्यासाठी ते जुळवून दिले.

या मिशनचे प्रक्षेपण खोल अवकाशात कधीही वापरलेल्या सर्वात शक्तिशाली विद्युत प्रोपल्शन प्रणालीसह झाले. चार ग्रिडेड आयन थ्रस्टर क्रूझदरम्यान जवळपास सतत कार्यरत होते, हलका पण न थांबणारा दाब देत वेळोवेळी अंतराळयानाची कक्षा बदलत होते. ग्रहांमधील उड्डाणांदरम्यान, या कमी-थ्रस्ट प्लाझ्मा प्रणालीने रासायनिक रॉकेट्सपेक्षा अधिक कार्यक्षमतेने मार्ग सूक्ष्मपणे समायोजित करण्यास नियंत्रकांना मदत केली.

तीन एकत्र असलेले अंतराळयान

BepiColombo असामान्य आहे कारण ते तीन स्वतंत्र अंतराळयानांच्या थरासारखे बांधले गेले. सर्वात मोठा भाग, Mercury Transfer Module, प्रवासादरम्यान प्रोपल्शन आणि वीज हाताळत होता. त्यामागे, कक्षेत गेल्यानंतर परस्परपूरक दृष्टीकोनांतून बुधाचा अभ्यास करण्यासाठी तयार केलेले दोन विज्ञान ऑर्बिटर होते. हे मिशन आंतरराष्ट्रीय भागीदारीचे प्रतीक आहे: ESA ने प्रकल्पाचे नेतृत्व केले, तर जपान आणि अमेरिकेने महत्त्वपूर्ण योगदान दिले.

दोन ऑर्बिटरची रचना विज्ञान उद्दिष्टांच्या केंद्रस्थानी आहे, ज्यांचा भर बुधाची उत्पत्ती आणि त्याची असामान्य रचना समजून घेण्यावर आहे. सूर्याजवळ इतका ग्रह कसा तयार झाला आणि तो आज दिसणाऱ्या गरम, घन, लोहसमृद्ध जगात कसा विकसित झाला, हे शास्त्रज्ञांना जाणून घ्यायचे आहे. एका मिशन शास्त्रज्ञांच्या मते, बुधाकडे पाहणे म्हणजे एखाद्या ग्रहाची उत्पत्ती आणि तो जसा आहे तसा कसा झाला हे शिकणे.

बुध हा दीर्घकाळ सर्वात कमी शोधलेल्या ग्रहांपैकी एक राहिला आहे. सूर्याजवळील त्याची स्थिती पृथ्वीवरून निरीक्षणे कठीण करते, आणि ग्रहाभोवतीचे तीव्र उष्णता व किरणोत्सर्गाचे वातावरण खूप जवळ जाणाऱ्या कोणत्याही अंतराळयानासाठी आव्हान ठरते. परस्परपूरक मार्गांवर दोन ऑर्बिटर ठेवून, BepiColombo बुधाचा पृष्ठभाग, अंतर्भाग आणि चुंबकीय वातावरण यांचे अधिक संपूर्ण चित्र एकत्रित करण्याचा प्रयत्न करत आहे.

प्रोपल्शन मॉड्यूल सोडून देणे

गुरुवारी Mercury Transfer Module वेगळे करणे हे त्या उद्दिष्टाकडे नेणारे नाट्यमय पाऊल होते. मॉड्यूलने आपले काम पूर्ण केले होते आणि अंतिम जवळिकीमध्ये ते एक दायित्व ठरले असते. ते कक्षेत घेऊन जाणे म्हणजे अधिक वजन वाढवणे, युक्ती अधिक गुंतागुंतीची करणे, आणि संवेदनशील विज्ञान उपकरणांमध्ये संभाव्य अडथळा निर्माण करणे. प्रोपल्शन मॉड्यूल काढून टाकल्यानंतर, BepiColombo आता फक्त विज्ञान मोहिमेसाठी आवश्यक घटकांनीच बनले आहे.

या विभाजनाने प्रतीकात्मक बदलही दर्शवला. आठ वर्षांपासून, अंतराळयान संपूर्ण, स्वयंचलित संच म्हणून प्रवास करत होते. आता ते क्रूझ वाहन राहिलेले नाही, तर स्वतःची छोटी प्रोपल्शन प्रणाली बाळगणारी ग्रहविज्ञानाची दोन प्रॉब्स आहेत, ज्यांचा उपयोग अंतिम कक्षा-सुधारणांसाठी होणार आहे.

पुढे काय

पुढील मोठी घटना नोव्हेंबरमध्ये होईल, जेव्हा BepiColombo बहुधा शेवटच्या वेळी बुधाला भेटेल. त्या वेळी, अंतराळयानाचा वेग बुधाच्या गुरुत्वाकर्षणाला त्याला कक्षेत पकडण्यासाठी अगदी योग्य असेल. पृथ्वीपासूनचे अंतर प्रत्यक्ष-वेळ आदेशांना अव्यवहार्य बनवत असल्याने, हे अंतराळयानाच्या ऑनबोर्ड प्रणालींनी आपोआप पार पाडायचे, उच्च-धोका असलेले मॅन्युव्हर असेल.

सुरक्षितपणे कक्षेत गेल्यावर, BepiColombo आपला प्राथमिक वैज्ञानिक अभ्यास सुरू करेल. त्याची उपकरणे ग्रहाचा पृष्ठभाग नकाशित करतील, त्याचे चुंबकीय क्षेत्र मोजतील, अंतर्गत रचना तपासतील, आणि त्याच्या विरळ एक्सोस्फिअरचा अभ्यास करतील. हे डेटा आपल्या सौरमालेतील आणि इतर तार्‍यांभोवती असलेल्या खडकाळ ग्रहांच्या निर्मिती आणि उत्क्रांतीबद्दलच्या मूलभूत प्रश्नांची उत्तरे देण्यास मदत करतील, अशी अपेक्षा आहे.

यात सहभागी असलेल्या अभियंते आणि शास्त्रज्ञांसाठी हा क्षण बराच काळ प्रतीक्षेत होता. आंतरग्रही मोहिमांसाठी संयम लागतो; New Horizons ला प्लूटोपर्यंत पोहोचण्यासाठी जवळपास दहा वर्षे लागली, आणि BepiColombo चा मार्ग त्याहूनही कमी सरळ होता. परंतु मिशन नियोजकांच्या दृष्टीने, त्याचे फलित प्रतीक्षेला योग्य ठरेल.

BepiColombo चा अंतिम दृष्टिकोन आधुनिक ग्रह-अन्वेषण किती गुंतागुंतीचे झाले आहे हे दाखवतो. या मिशनने सौर-विद्युत प्रोपल्शन, पुनरावृत्त गुरुत्वीय सहाय्ये, आणि डिझाइनर, ऑपरेटर, शास्त्रज्ञांच्या बहुराष्ट्रीय संघाचा संगम करून, अजूनही भेट देणे कठीण असलेल्या जगापर्यंत पोहोच मिळवली. जेव्हा अंतराळयान अखेर कक्षेत शिरेल, तेव्हा NASA च्या MESSENGER प्रॉबसनंतर तसे करणारे ते केवळ दुसरे मिशन ठरेल.

क्रूझमधील कठीण भाग आता मागे राहिल्याने, BepiColombo सौरमालेतील सर्वात गूढ ग्रहाचे आतापर्यंतचे सर्वात सर्वसमावेशक दृश्य देण्यास सज्ज आहे.

हा लेख Ars Technica च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.