NASA कक्षेत नवीन गॅमा-रे डिटेक्टरची मौल्यवान चाचणी घेत आहे
2027 च्या उत्तरार्धात नियोजित रोबोटिक तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिक मोहिमेचा भाग म्हणून NASA एक प्रोटोटाइप गॅमा-रे सेन्सिंग तंत्रज्ञान कक्षेत पाठवण्याची योजना आखत आहे. AstroPix नावाची ही सेन्सर प्रणाली, विद्यमान उपकरणांना उच्च संवेदनशीलतेसह अभ्यास करणे तुलनेने कठीण ठरलेल्या ऊर्जा श्रेणीत गॅमा किरणे मोजण्यासाठी डिझाइन करण्यात आली आहे. एजन्सीच्या Fly Foundational Robots मोहिमेत हे हार्डवेअर उडवून NASA या प्रकल्पाला तंत्रज्ञान पथकांना क्वचित मिळणारी गोष्ट देत आहे: समर्पित विज्ञान मोहिमेस बांधील होण्यापूर्वी अवकाशात नवीन डिटेक्टर सिद्ध करण्याची संधी.
स्रोतानुसार AstroPix हा NASA च्या Goddard Space Flight Center येथे विकसित केलेला गॅमा-रे सेन्सरचा नवीन प्रकार आहे. गॅमा किरणे ही प्रकाशाची सर्वात ऊर्जावान रूपे आहेत, जी पृथ्वीच्या वातावरणातील विजेपासून आणि सौर ज्वालांपासून दूरच्या आकाशगंगांतील टोकाच्या घटनांपर्यंत अनेक प्रक्रियांशी संबंधित आहेत. AstroPix चे उद्दिष्ट 20,000 ते 700,000 इलेक्ट्रॉन व्होल्ट दरम्यानची गॅमा किरणे शोधणे आहे, ही अशी श्रेणी आहे जी दृश्यमान प्रकाशापलीकडील अत्यंत ऊर्जावान संकेतांना व्यापते.
हा ऊर्जा पट्टा महत्त्वाचा आहे कारण तो सध्याच्या निरीक्षणांतील संवेदनशीलतेच्या एका दरीजवळ येतो. Fermi Gamma-ray Space Telescope आणि Neil Gehrels Swift Observatory सारख्या विद्यमान NASA मोहिमा आधीच गॅमा किरणांचा, अगदी अधिक ऊर्जावान घटनांसह, अभ्यास करतात. पण सुमारे 500,000 ते 1 दशलक्ष इलेक्ट्रॉन व्होल्टच्या दरम्यान डिटेक्टर्स कमी संवेदनशील असल्याचे स्रोत नमूद करतो, जरी अनेक गॅमा-रे बर्स्ट्स त्या पट्ट्यात सर्वाधिक तेजस्वी असतात.
वर्णपटाचा हा भाग महत्त्वाचा का आहे
गॅमा-रे बर्स्ट्स हे ज्ञात असलेल्या सर्वांत शक्तिशाली स्फोटांपैकी आहेत, आणि कृष्णविवरांनी ऊर्जा दिलेल्या सक्रिय आकाशगंगाही वर्णपटाच्या या भागात जोरदार चमकण्याची अपेक्षा आहे. त्यामुळे या पट्ट्यातील संवेदनशीलता वाढवल्यास खगोलशास्त्रज्ञांना हिंसक क्षणिक घटना तसेच विश्वातील काही सर्वात मोठ्या आणि दूरच्या प्रणालींचा अभ्यास करण्यात मदत होऊ शकते.
भविष्यातील मोहिमा AstroPix डिटेक्टर्स एकत्र रचून ही निरीक्षणीय दरी भरून काढू शकतील, असे स्रोत सांगतो. या रचनेतून असे सूचित होते की AstroPix हे एकदाच होणारे प्रयोग म्हणून नव्हे, तर अधिक सक्षम भविष्यातील उपकरणांसाठी एक बांधणीचा घटक म्हणून विकसित केले जात आहे. मात्र NASA त्यावर त्या भूमिकेत विश्वास ठेवण्यापूर्वी, या तंत्रज्ञानाला उड्डाणाच्या परिस्थितीत स्वतःला सिद्ध करावे लागेल.
इथेच Fly Foundational Robots मोहीम पुढे येते. टीम सदस्य डॅन व्हिओलेट यांच्या मते, रोबोट मोहीम स्वतःच एक तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिक आहे, त्यामुळे AstroPix साठी ती चांगली जुळणारी आहे. डिटेक्टर टीमने यापूर्वी कमी उंचीवरील उड्डाण संधी, एक वैज्ञानिक बलून मोहीम यासह, वापरल्या आहेत, आणि सध्याचा प्रोटोटाइप sounding rocket payload चा भाग असण्याची अपेक्षा आहे. पण त्या संधी केवळ जवळच्या अवकाशापर्यंत पोहोचतात. कक्षीय प्रवास अधिक दुर्मीळ आणि प्रणाली कालांतराने कशी कामगिरी करते हे तपासण्यासाठी खूपच मौल्यवान आहे.
AstroPix कसे काम करते
प्रत्येक AstroPix चिपमध्ये चार सिलिकॉन पिक्सेल गॅमा-रे डिटेक्टर्स असतात, आणि प्रत्येक डिटेक्टरमध्ये 1,225 पिक्सेल्स असतात. स्रोत त्यांच्या कार्याची तुलना सेलफोन कॅमेर्यांतील इमेज सेन्सर्सशी करतो, मात्र AstroPix दिसणाऱ्या प्रकाशाऐवजी गॅमा-रे प्रकाशासाठी संवेदनशील आहे. ही उपमा संकल्पना समजणे सोपे करते: सामान्य छायाचित्रे तयार करण्याऐवजी हा डिटेक्टर अत्यंत ऊर्जावान फोटॉन्सच्या परस्परक्रियांचे रेकॉर्डिंग करत आहे.
नियोजित प्रात्यक्षिक payload ला AstroPix Satellite Technology dEmonstration Payload, किंवा A-STEP, असे म्हटले जाते. ते Fly Foundational Robots मोहिमेच्या Orbital Replacement Unit मध्ये होस्ट केले जाईल, जे एक हलते रोबोटिक प्लॅटफॉर्म आहे. ही जोड तांत्रिकदृष्ट्या उपयुक्त आहे. रोबोट-संबंधित प्रणालीवर payload ठेवणे NASA ला डिटेक्टर हार्डवेअर आणि रोबोटिक्स ऑपरेशन्स तसेच अवकाशयानाच्या परिस्थितींमुळे येणाऱ्या व्यावहारिक गुंतागुंतींनी भरलेल्या खऱ्या कक्षीय वातावरणात ते कसे वागते हे दोन्ही तपासण्यात मदत करेल.
अशा तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिके अनेकदा शांत मैलाचे दगड असतात, पण त्यांचा प्रभाव मोठा असू शकतो. अवकाश विज्ञानाचा मोठा भाग केवळ नाट्यमय रॉकेट प्रक्षेपणांवर नाही, तर उपकरणांच्या उत्क्रांतीवर अवलंबून असतो. अधिक संवेदनशील, हलका, मॉड्युलर किंवा सहज समाकलित करता येणारा डिटेक्टर पूर्णपणे नवीन निरीक्षण धोरणांना मार्ग खुला करून देऊ शकतो.
कक्षीय चाचणी इतकी महत्त्वाची का आहे
बलून किंवा sounding rocket वर चाचणी करण्यापेक्षा कक्षेत चाचणी वेगळी असते, कारण डिटेक्टरला अल्पकालीन जवळ-अवकाश प्रवासाऐवजी दीर्घकाळच्या अवकाश परिस्थितींना सामोरे जावे लागते. याचा अर्थ अभियंते स्थिरता, पार्श्वभूमी परिणाम, विकिरण प्रतिसाद आणि इतर कार्यात्मक वर्तन अधिक वास्तवदर्शी पद्धतीने अभ्यासू शकतात. भविष्यातील मोहिमांचे नियोजक विज्ञान payload साठी या तंत्रज्ञानावर आधार ठेवायचा की नाही हे ठरवत असतील, तर हे त्यांच्यासाठी अधिक मजबूत पडताळणीचे पाऊल ठरते.
NASA AstroPix कडे एक प्रोटोटाइप म्हणून पाहते, ज्याचा पूर्ण विज्ञान मोहिमांत वापर करण्यापूर्वी सखोल चाचणी आवश्यक आहे, हे स्रोत स्पष्टपणे सांगतो. ही सावधगिरी मानक आहे, पण ती आश्वासकही आहे. अनेक आशादायक डिटेक्टर संकल्पना अंतर्निहित भौतिकशास्त्र चुकीचे असल्यामुळे अपयशी ठरत नाहीत. त्या अवकाश उड्डाण निर्दय असल्यामुळे अपयशी ठरतात. तापमानातील बदल, विकिरण संपर्क, रीडआउट नॉईज, यांत्रिक मर्यादा आणि प्रणाली एकत्रीकरण हे सर्व कामगिरी घसरवू शकतात. प्रात्यक्षिक मोहिमा या समस्या जोखीम वाढण्यापूर्वी उघड करण्यासाठीच असतात.
Fly Foundational Robots वर जागा मिळाल्याने AstroPix ला परिपक्वतेच्या शिडीवर अर्थपूर्ण पाऊल मिळते. ते प्रयोगशाळा पडताळणी आणि थोडक्यात वातावरणीय उड्डाण चाचण्यांपलीकडे जाऊन अधिक महत्त्वाकांक्षी खगोलीय वापरासाठी आवश्यक असलेल्या आत्मविश्वासाच्या पातळीपर्यंत पोहोचते.
दीर्घकालीन वैज्ञानिक संभाव्यता असलेली छोटी मोहीम
AstroPix कथेला आकर्षक बनवते ती म्हणजे लहान प्रमाण आणि व्यापक संभाव्यतेची सांगड. कागदावर पाहता, हा केवळ रोबोटिक्स प्रात्यक्षिकावर प्रवास करणारा एक प्रोटोटाइप डिटेक्टर आहे. प्रत्यक्षात, तो उच्च-ऊर्जा खगोलभौतिकीतील निरीक्षणीय दरी भरून काढण्यासाठीच्या दीर्घ प्रयत्नांचा भाग आहे. तंत्रज्ञान अपेक्षेप्रमाणे कार्य केल्यास, AstroPix च्या भविष्यातील stacked आवृत्त्या शास्त्रज्ञांना गॅमा-रे बर्स्ट्स अधिक प्रभावीपणे अभ्यासण्यात आणि कृष्णविवर-चालित आकाशगंगांचा ऊर्जावान प्रकाश अधिक दूरवर तपासण्यात मदत करू शकतात.
अवकाश विज्ञानात लक्ष्यित तंत्रज्ञान कार्याचे मूल्य याच ठिकाणी आहे. प्रत्येक महत्त्वाची प्रगती प्रमुख वेधशाळेपासून सुरू होत नाही. कधी कधी ती वर्णपटाच्या अशा भागात थोडेसे चांगले पाहू शकणाऱ्या सेन्सरच्या काळजीपूर्वक निवडलेल्या चाचणीपासून सुरू होते, जो भाग अजूनही हट्टीपणे कठीण आहे. 2027 च्या उत्तरार्धातील AstroPix साठी NASA ची योजना याच नमुन्याशी तंतोतंत जुळते. विश्वातील काही अत्यंत टोकाच्या घटनांकडे अधिक तीक्ष्ण नजरेने पाहण्याच्या दिशेने हे एक लहान पण ठोस पाऊल आहे.
हा लेख science.nasa.gov वरील अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on science.nasa.gov