સુનીતા વિલિયમ્સ : અવકાશયાન પૃથ્વી 39,000 કિલોમીટરની ઝડપે કેવી રીતે પાછું આવે છે?

ઇતિહાસમાં સૌથી વધુ ચર્ચિત વિષયોમાંથી એક અવકાશયાત્રા અંગેનો છે. જેમ કે અવકાશમાં જનાર પ્રથમ માણસ કોણ હતો, ચંદ્ર પર પગ મૂકનાર સૌપ્રથમ કોણ હતું અને અવકાશમથક પર સૌથી લાંબો સમય કોણે વિતાવ્યો.

પરંતુ આ ઇતિહાસમાં અવકાશયાત્રીઓનાં પૃથ્વી પર પાછા ફરવાની ઘટનાને સમાચારોમાં ક્યારેય બહુ મહત્ત્વ આપવામાં આવ્યું નથી.

પહેલી ફેબ્રુઆરી 2003ના રોજ આ પ્રકારનું અર્થઘટન સંપૂર્ણપણે બદલાઈ ગયું. નાસાની અવકાશ ટીમના સાત સભ્યો, જેમાં ભારતીય મૂળનાં કલ્પના ચાવલાનો પણ સમાવેશ થાય છે, તેઓ 17 દિવસથી અવકાશમાં હતા અને તે દિવસે કોલંબિયા અવકાશયાનમાં સવાર થઈ પૃથ્વી પર પાછા ફરી રહ્યાં હતાં.

અમેરિકાના કૅનેડી સ્પેસ સેન્ટરમાં ઉતરાણ કરવાની થોડી મિનિટો પહેલાં જ અવકાશયાનમાં વિસ્ફોટ થયો હતો. અવકાશયાનમાં સવાર બધા જ અંતરીક્ષયાત્રી મૃત્યુ પામ્યાં. આ આઘાતજનક ઘટના પછી નાસાએ અવકાશયાત્રીઓને પૃથ્વી પર પાછા લાવવાની પ્રક્રિયા પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાનું શરૂ કર્યું.

સ્ટારલાઇનર અવકાશયાનમાં ઊભી થયેલી ટેકનિકલ સમસ્યાઓના કારણે સુનીતા વિલિયમ્સ અને બુચ વિલ્મોર છેલ્લા નવ મહિનાથી આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશમથક પર જ રહી રહ્યા છે. આ હકીકત 2003ના અકસ્માતમાંથી નાસાએ શીખેલા પાઠનું પરિણામ છે.

અવકાશયાન પૃથ્વી પર કેવી રીતે પાછું આવે છે?

નીલ આર્મસ્ટ્રૉંગ.

આ નામને કોઈ પરિચયની જરૂર નથી. ચંદ્ર પર પ્રથમ ઉતરાણ અને સંશોધન મિશન પૂર્ણ કર્યા પછી આર્મસ્ટ્રૉંગ અને એલ્ડ્રિન 24 જુલાઈ, 1969ના રોજ નાસાના એપોલો 11 અવકાશયાનમાં પૃથ્વી પર પાછા ફરી રહ્યા હતા.

તેઓ જ્યારે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશી રહ્યા હતા, ત્યારે તેમની ગતિ 39,000 કિમી/કલાક હતી. થોડીવારમાં, એપોલો 11 કેપ્સ્યુલની આસપાસની હવાનું તાપમાન લગભગ 3000 ડિગ્રી ફેરનહાઇટ (1650 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) સુધી પહોંચી ગયું. 1650 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન એ ઊકળતા લાવાના તાપમાન કરતાં પણ વધુ હોય છે.

પરંતુ થોડીવારમાં જ અવકાશયાન પેસિફિક મહાસાગરમાં સુરક્ષિત રીતે ઊતર્યું અને તરતું રહ્યું. 13 માઇલ દૂર ઊભેલા બચાવ જહાજ યુએસએસ હૉર્નેટે નીલ આર્મસ્ટ્રૉંગ સહિત ત્રણ અવકાશયાત્રીઓને સુરક્ષિત રીતે તેમાંથી ઉતારી લીધા.

આટલી અસાધારણ ગતિએ પૃથ્વીની નજીક આવતું અવકાશયાન કેવી રીતે ધીમું પડે છે, કેવી રીતે અતિશય તાપમાનનો સામનો કરે છે અને કેવી રીતે સુરક્ષિત રીતે ઉતરાણ કરે છે?

આ પ્રક્રિયાને વાતાવરણમાં પુનઃપ્રવેશ કહેવાય છે. તે અવકાશયાત્રાના સૌથી ખતરનાક તબક્કાઓમાંનો એક છે.

નાસાના મતે આ પ્રક્રિયામાં અત્યાધુનિક ગરમી-પ્રતિરોધક બખ્તર, પેરાશૂટ સિસ્ટમ્સ અને ચોકસાઈયુક્ત માર્ગદર્શન તકનીકો મહત્ત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

અવકાશયાન ભારે ગરમીનો સામનો કેવી રીતે કરે છે?

તમે અવકાશયાનનો પૃથ્વી પર પરત ફરવાનો વીડિયો જોશો તો એવું લાગશે કે જાણે આગનો ગોળો પૃથ્વી તરફ આવી રહ્યો છે. આવું વાતાવરણની ગરમીને કારણે થાય છે. આ ભારે ગરમી એ પહેલી વસ્તુ છે જે પૃથ્વી પર પાછા ફરતા અવકાશયાનને અસર કરી શકે છે.

આનાથી અવકાશયાનને બચાવવા માટે ખાસ ગરમી-પ્રતિરોધક કવચ બનાવવામાં આવી રહ્યા છે. નાસા પોતાના અવકાશયાનના રક્ષણ માટે સંશોધન સંસ્થા એએમઈએસ પર આધાર રાખે છે.

આ કંપનીએ વિવિધ પ્રકારની ગરમીની અવાહક સામગ્રી ડિઝાઇન કરી છે. તેમાંથી એક એવકોટ છે, જે મૂળરૂપે નાસાના એપોલો પ્રોગ્રામ (1961-1972) માટે વિકસાવવામાં આવેલું ગરમીથી બચાવતું કવચ છે.

બીજો મહત્ત્વપૂર્ણ હીટ કવચ ફેનોલિક-ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ કાર્બન એબ્લેટર અથવા પીઆઈસીએ છે. મૂળરૂપે 1990ના દાયકામાં વિકસાવવામાં આવેલ બિગાનો આજે પણ મૂળભૂત થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આ પીઆઈસીએ ગરમીનાં કવચને ઍલન મસ્કની સ્પેસઍક્સના યોગદાનથી વધુ સુધારવામાં આવ્યું છે. અને પીઆઈસીએ-ઍક્સ નામના નવા પ્રકારના હીટ શિલ્ડનો પણ ઉપયોગ કરવામાંં આવી રહ્યો છે.

નવા ગ્રહો અથવા સૂર્યની નજીક પહોંચતી વખતે અનુભવાતા અતિશય તાપમાનનો સામનો કરવા માટેનાં ગરમીનાં અવાહક કવચ ક્ષેત્રે સંશોધન ચાલુ છે.

આ હીટ કવચ કૃત્રિમ રીતે બનાવવામાં આવે છે, પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે અને પછી અવકાશયાન પૃથ્વી પર પાછા ફરતી વખતે જે તાપમાનનો સામનો કરશે તેની ગણતરીના આધારે અવકાશયાનમાં સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.

અવકાશયાનની ગતિ કેવી રીતે ઓછી થાય છે?

ભારે ગરમીથી બચી ગયા પછી પણ અવકાશયાનને અન્ય સમસ્યાનો સામનો કરવો પડે છે. જેમાં સુરક્ષિત ઉતરાણ માટે ગતિ ધીમી કરવી એ મુખ્ય છે. .

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતા જ અવકાશયાનની ગતિ ધીમે ધીમે ઓછી થવા લાગશે. આમ વાતાવરણમાં હવાના પ્રતિકાર (હવામાંથી પસાર થતી વસ્તુનો પ્રતિકાર કરતી બળ) ને કારણે થાય છે.

આ ગતિ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જશે ખાસ કરીને જ્યારે અવકાશયાન પૃથ્વીથી 50 કિલોમીટરથી 10 કિલોમીટરની ઊંચાઈએ મુસાફરી કરે છે. આમ એક અવકાશયાન થોડીવારમાં 39,000 કિમી પ્રતિ કલાકથી 900 થી 800 કિમી પ્રતિ કલાક સુધી પહોંચી જાય છે.

પરંતુ 800 કિમી પ્રતિ કલાકની ગતિ પણ ઉતરાણ માટે યોગ્ય નથી. તેથી અવકાશયાન ઉતરાણ સ્થળની નજીક આવે ત્યારે તેને ધીમું કરવા માટે તેના પર પેરાશૂટ તહેનાત કરવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે જ્યારે રશિયન સોયુઝ અવકાશયાન 10.5થી 9.5 કિમીની ઊંચાઈ પર હશે, ત્યારે પેરાશૂટનો પહેલો સેટ તહેનાત થશે. આનાથી અવકાશયાનની ગતિ 828 કિમી પ્રતિ કલાકથી ઘટીને 360 કિમી પ્રતિ કલાક થઈ જશે. પછી 8 થી 7.5 કિમીની ઊંચાઈએ પેરાશૂટનો બીજો સેટ તહેનાત કરવામાં આવશે. આ પછી અવકાશયાનની ગતિ 25 કિમી પ્રતિ કલાક સુધી પહોંચી જશે.

અંતે નાના રૉકેટનો ઉપયોગ કરીને (જે અવકાશયાનને વિરુદ્ધ દિશામાં ધકેલે છે અને તેને ધીમું કરે છે) અવકાશયાનને ધીમું કરવામાં આવશે (2 થી 1.5 મીટર પ્રતિ કલાકની ખૂબ જ ઓછી ગતિ) અને સુરક્ષિત રીતે જમીન પર નીચે લાવવામાં આવે છે.

અવકાશયાનના ઉતરાણ માટે વિસ્તાર કેવી રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે?

અવકાશયાન અથવા તેના કેપ્સ્યુલને સમુદ્રમાં ઉતારવાને સલામત વિકલ્પ માનવામાં આવે છે.

જોકે, અવકાશયાનને ચોક્કસ સ્થાન પર ઉતારવા માટે વાતાવરણની પરિસ્થિતિઓ, સમુદ્રી પ્રવાહો અને અવકાશયાનની ગતિશીલતાની આગાહી જરૂરી છે. આ એક જટિલ કાર્ય છે.

નાસા અને સ્પેસઍક્સ અવકાશયાનના લેન્ડિંગ ઝોન શોધવા માટે જીપીએસ, ઇનર્શિયલ નેવિગેશન સિસ્ટમ્સ (INS) અને વિવધ આગાહીનાં મૉડેલ્સ જેવી અત્યાધુનિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે. જોકે, અંતિમ તબક્કામાં કેટલાક ફેરફારો પણ થઈ શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે જ્યારે નીલ આર્મસ્ટ્રૉંગના એપોલો 11 અવકાશયાન જે ચંદ્ર પરથી પરત ફરનાર પ્રથમ અવકાશયાન હતું. તેને પૅસિફિક મહાસાગરમાં ઉતરાણ કરાવવાની યોજના હતી. પરંતુ મૂળ નક્કી વિસ્તારમાં ખરાબ હવામાનને કારણે 400 કિમી દૂર બીજું ક્ષેત્ર પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું.

2003ની કોલંબિયા સ્પેસ શટલ દુર્ઘટનામાંથી નાસાને શું શીખવા મળ્યું?

28 જાન્યુઆરી, 1986ના રોજ બનેલી દુર્ઘટનાં માત્ર નાસાના ઇતિહાસમાં જ નહીં, પરંતુ માનવ અવકાશ સંશોધનમાં પણ સૌથી અવિસ્મરણીય દિવસોમાંનો એક બની ગયો છે.

આનું કારણ એ છે કે ચેલેન્જર સ્પેસ શટલમાં નાસાના સાત અવકાશયાત્રીઓએ અવકાશમાં ઉડાન ભરી હતી. તેમાં લૉન્ચ થયાના 73 સેકન્ડ પછી 14,000 મીટરની ઊંચાઈએ વિસ્ફોટ થયો. આખી દુનિયા જોતી જ રહી ગઇ. આ અકસ્માતમાં સવાર તમામ સાત અવકાશયાત્રીનાં મોત થયાં હતાં.

ત્યાર પછી વર્ષોના સંશોધનને કારણે અવકાશયાનને અવકાશમાં સુરક્ષિત રીતે લોન્ચ કરવા અને તેમને પૃથ્વી પર સુરક્ષિત રીતે ઉતારવા માટે ટેકનોલોજીમાં પ્રગતિ થઈ છે. પરંતુ તે પછી પણ 2003માં કોલંબિયા સ્પેસ શટલ અકસ્માત અને કલ્પના ચાવલા સહિત સાત અવકાશયાત્રીઓના મૃત્યુએ ઘણા પ્રશ્નો ઉભા કર્યા હતા.

કોલંબિયા શટલ પૃથ્વી પરથી લૉન્ચ થઈ રહ્યું હતું ત્યારે એક ટેકનિકલ સમસ્યા સામે આવી હતી. પરંતુ તેનું સમારકામ કરવામાં આવ્યું ન હતું અને વાયુમંડળમાં પ્રવેશતા જ તે ક્રેશ થઈ ગયું. આ અકસ્માત નાસાના સૌથી જૂના કાર્યક્રમ સ્પેસ શટલ કાર્યક્રમના અંતનું મુખ્ય કારણ બન્યું હતું.

1981થી ચાલી રહેલા આ પ્રોજેક્ટમાં સ્પેસ શટલ નામના ફરીથી વાપરી શકાય તેવા અવકાશયાનને પૃથ્વી પર પાછા ફરતી વખતે પેરાશૂટ દ્વારા ધીમું કરવામાં આવતું અને પછી વિમાનની જેમ રનવે પર ઉતરાણ કરવામાં આવતું હતું.

આ 'સ્પેસ શટલ પ્રોજેક્ટ' એ આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશમથકના નિર્માણમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી હતી. 1986 અને 2003ના અકસ્માતને બાદ કરવામાં આવે તો આ પ્રકારના અવકાશયાનને નાસાના 133 અવકાશ મિશનમાં સફળતાપૂર્વક તહેનાત કરવામાં આવ્યા છે. સ્પેસ શટલ પ્રોગ્રામ 2011માં સંપૂર્ણપણે બંધ કરી દેવામાં આવ્યો હતો.

2003ની કોલંબિયા દુર્ઘટના પછી સ્પેસઍક્સ જેવી ખાનગી કંપનીઓએ અવકાશયાત્રીઓને સુરક્ષિત રીતે પરિવહન કરવા અને તેમને પૃથ્વી પર પાછા લાવવા માટે નાસા સાથે મળીને કામ કર્યું.

આ અકસ્માત પછી નાસાએ અવકાશયાત્રીઓની સલામતી સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેના અવકાશ કાર્યક્રમોમાં ઘણા ફેરફારો કર્યા. તેમાંથી એક યોજના એવી છે કે જો અવકાશમાં ઊડતા અવકાશયાનમાં કોઈ ખામી જોવા મળે તો અવકાશયાત્રીઓને બચાવ ટીમ આવે ત્યાં સુધી આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ મથક પર જ રાખવામાં આવશે.

આના પરિણામે સુનીતા વિલિયમ્સ અને બુચ વિલ્મોર પૃથ્વી પર પાછા ફરવાની રાહ જોતા છેલ્લા 9 મહિનાથી વધુ સમયથી ત્યાં ફસાયેલાં છે.

બીબીસી માટે કલેક્ટિવ ન્યૂઝરૂમનું પ્રકાશન

તમે બીબીસી ગુજરાતીને સોશિયલ મીડિયામાં Facebook પર , Instagram પર, YouTube પર, Twitter પર અને WhatsApp પર ફૉલો કરી શકો છો.