सुनीता विल्यम्स अखेर पृथ्वीवर परतल्या; अवकाशात गेलेली अंतराळयानं पृथ्वीवर कशी परततात?

भारतीय वंशांच्या अमेरिकन अंतराळवीर सुनीता विल्यम्स आणि बुच विल्मोर हे दोघेही परतीच्या प्रवासासंदर्भातील सर्व प्रकारचे अडथळे दूर करत आता पृथ्वीवर परतले आहेत.

हे दोघेही तब्बल 9 महिने अंतराळात अडकून पडले होते.

'ड्रॅगन' या स्पेसएक्सच्या अंतराळयानामधून आणखी दोन अंतराळवीर त्यांना परत आणण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकाकडे झेपावले होते.

सविस्तर बातमी :सुनीता विल्यम्ससह चारही अंतराळवीर परतले पृथ्वीवर; कसा होता परतीच्या प्रवासाचा थरार?

खरंतर सुनीता विल्यम्स आणि बुच विल्मोर या दोन अंतराळवीरांनी 5 जून 2024 रोजी परीक्षणयान असलेल्या स्टारलायनरमधून आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकाकडे झेप घेतली होती. तिथे आठ दिवस घालवल्यानंतर ते परतणार होते; मात्र, त्यांच्या अंतराळयानामध्ये बिघाड झाल्यामुळे हे दोघेही तिथेच अडकून पडले होते.

सरतेशेवटी, आज म्हणजेच भारतीय वेळेनुसार 19 मार्चच्या पहाटे सर्व अंतराळवीर सुखरुपपणे परतले आहेत.

अंतराळात गेलेला पहिला माणूस, चंद्रावर पहिलं पाऊल ठेवणारा माणूस, अंतराळ स्थानकात सर्वाधिक काळ घालवणारी व्यक्ती या सगळ्यांबद्दल चर्चा झालेली आहे. पण हे सगळे अंतराळातून पृथ्वीवर परत कसे आले, याबद्दल मात्र फारशी कुणाला माहिती नाही. हेच आपण या बातमीतून सविस्तरपणे जाणून घेऊ.

अंतराळ यानं पृथ्वीवर कशी परततात?

1 फेब्रुवारी 2003 ला पृथ्वीच्या कक्षेत पुन्हा शिरताना नासाचं कोलंबिया हे स्पेस शटल फुटलं - जळून गेलं आणि यातल्या सातही अंतराळवीरांचा मृत्यू झाला. याच यानात भारतीय वंशाच्या अंतराळवीर कल्पना चावलाही होत्या.

अंतराळवीरांना पृथ्वीवर परत आणतानाची प्रक्रिया अधिक चोख करण्याचा प्रयत्न या कोलंबिया दुर्घटनेनंतर नासाने केला.

महत्त्वाची बातमी :सुनीता विल्यम्ससह चारही अंतराळवीर परतले पृथ्वीवर; कसा होता परतीच्या प्रवासाचा थरार?

नील आर्मस्ट्राँग आणि एडविन - बझ ऑल्ड्रिन हे अपोलो 11 मोहिमेद्वारे चंद्रावर उतरणारे पहिले अंतराळवीर होते.

24 जुलै 1969 रोजी ते पृथ्वीवर परतले. Apollo 11 यान पृथ्वीच्या वातावरणात शिरलं, तेव्हा या यानाचा वेग होता ताशी 24,000 मैल. म्हणजे ताशी सुमारे 38,624 किमी. वातावरणात शिरल्याच्या काही मिनिटांमध्ये अपोलो 11 च्या कॅप्सूल भोवतीचं वातावरण 1,650 अंश सेल्शियसपर्यंत पोहोचलं होतं....म्हणजे धगधगत्या ज्वालामुखीच्या लाव्हापेक्षाही तापलेलं.

यानंतर ही कॅप्सूल पॅसिफिक महासागरात कोसळली आणि तरंगू लागली आणि जवळच असलेल्या USS Hornet या जहाजाने नील आर्मस्ट्राँग यांच्यासह तीनही अंतराळवीरांची सुटका केली.

अंतराळयान पृथ्वीच्या वातावरणात पुन्हा शिरण्याच्या या प्रक्रियेला म्हणतात - atmospheric re-entry.

विशिष्ट तंत्रज्ञान वापरून तयार करण्यात आलेल्या Heat Shields म्हणजे प्रचंड उष्णतेपासून संरक्षण देणारं कवच, पॅराशूट सिस्टीम आणि नेमके अंदाज बांधून मार्गदर्शक करणारी टेक्नॉलॉजी या सगळ्यांची या प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका असल्याचं नासाने म्हटलंय.

अंतराळयान प्रचंड उष्णतेतही कसं टिकून राहतं?

पृथ्वीच्या वातावरणात शिरणारं अंतराळयान हे एखाद्या आगीच्या गोळ्याप्रमाणे दिसतं. कारण वातावरणातल्या घटकांसोबतच्या घर्षणामुळे तीव्र उष्णता निर्माण होते. पृथ्वीवर परत येणाऱ्या यानावर होणारा हा पहिला आघात असतो.

आणि यापासूनच यानाचं संरक्षण करण्यासाठी विशिष्ट हीट शील्ड वापरल्या जातात. AMES या संशोधन करणाऱ्या कंपनीने तयार केलेली डिझाईन्स आणि तंत्रज्ञान वापरून तयार केलेल्या हीट शील्ड नासा वापरतं. 1961 ते 1972 पर्यंतच्या अपोलो मोहिमांसाठीही याच कंपनीने विकसित केलेल्या Avcoat Heat Shield वापरण्यात आल्या होत्या.

इलॉन मस्क यांच्या स्पेसएक्सद्वारे PICA - X या अत्याधुनिक हीट शील्ड वापरल्या जातात.

पृथ्वीवर परतताना अंतराळ यानाला किती उष्णता सहन करावी लागेल याचा अभ्यास करण्यासाठी कृत्रिमरित्या अशी परिस्थिती निर्माण करून या शील्डची चाचणी घेतली जाते, त्याच्या निष्कर्षांनुसार यात बदल केले जातात.

इतर ग्रहांवर स्वारी करणाऱ्या मोहीमांसाठी वा सूर्याच्या दिशेने जाणाऱ्या मोहीमांसाठी वापरता येतील अशा हीटशील्ड तयार करण्यासाठी संशोधन आता केलं जातंय.

अंतराळयानाचा वेग कसा कमी केला जातो?

उष्णता हाताळल्यानंतर अंतराळयानासमोरचं पुढचं आव्हान असतं वेग आटोक्यात आणणं, कमी करणं आणि सुरक्षितपणे लँड होणं.

पृथ्वीच्या वातावरणात शिरल्यानंतर एकीकडे गुरुत्वाकर्षण शक्ती यानाला ओढत असते, पण दुसरीकडे वातावरणाशी होणाऱ्या घर्षणामुळे, उलट दिशेने येणाऱ्या वस्तूला होणाऱ्या विरोधामुळे - Air Resistance मुळे वेग कमी होत असतो.

जमिनीपासून वर आकाशात 50 ते 10 किलमोमीटर्सच्या अंतरामध्ये यान असताना हा वेग बऱ्यापैकी कमी होतो. परिणामी अंतराळयान ताशी 38,624 किमी च्या वेगावरून काही मिनिटांमध्ये ताशी 800-900 किलोमीटर्सच्या वेगापर्यंत येऊ शकतं.

महत्त्वाची बातमी :सुनीता विल्यम्ससह चारही अंतराळवीर परतले पृथ्वीवर; कसा होता परतीच्या प्रवासाचा थरार?

पण इतका वेगही सुरक्षितपणे लँड होण्यासाठी योग्य नसतो. म्हणून मग यानाचा वेग अजून कमी करण्यासाठी यान लँड होण्याची जागा म्हणजे लँडिग साईट जवळ आली की वेगवेगळ्या टप्प्यांमध्ये पॅराशूट्स उघडली जातात. आणि वेग आणखी कमी होतो. ही पॅराशूट्स भडक रंगांची असतात त्यामुळे यान दिसायला मदत होते.

शेवटच्या टप्प्यामध्ये लहान रॉकेट्सचा वापर केला जातो. ही जमिनीच्या दिशेने येणाऱ्या यानाला उलट बाजूने धक्का देतात, आणि परिणाम वेग आणखी कमी होऊन ताशी दीड ते दोन किलोमीटर्सवर येतो आणि मग हे यान सुरक्षितपणे लँड होऊ शकतं.

यान उतरवण्यासाठीची जागा कशी निवडतात?

अंतराळ यान किंवा कॅप्सूल समुद्रामध्ये उतरवणं अधिक सुरक्षित पर्याय असल्याचं मानलं जातं. 1961 मध्ये अमेरिकेने पहिल्यांदा असा Splash Down केला. पण समुद्रामध्ये नेमक्या ठिकाणी कॅप्सूलचा Splash Down करण्यासाठी हवामान नीट असणं, समुद्रातले प्रवाह, यानाची परिस्थिती या सगळ्याची गणितं जुळवावी लागतात आणि हे एक क्लिष्ट काम आहे.

अंतराळयानासाठीच्या लँडिग साईट्स ठरवण्यासाठी नासा आणि स्पेक्सएक्स GPS, INS - inertial navigation systems आणि predictive models चा वापर करतात. पण शेवटच्या क्षणी यामध्ये बदल होण्याची शक्यता असतेच.

म्हणजे चांद्रमोहिमेवरून परणारं नील आर्मस्ट्राँग यांचं अपोलो 11 यान हे सुरुवातीला पॅसिफिक महासागरात एका ठिकाणी कोसळणार होतं. पण या मूळ ठिकाणचं हवामान खराब झाल्याने शेवटच्या क्षणी ते 400 किलोमीटर दूर असणाऱ्या दुसऱ्या ठिकाणी उतरवण्यात आलं.

पृथ्वीच्या वातावरणात शिरताना अंतराळवीर सुरक्षित कसे राहतात?

अंतराळयान वा कॅप्सूल वातावरणात पुन्हा शिरत असताना आतले अंतराळवीर सुरक्षित रहावेत, यासाठी आणखी काही गोष्टी करण्यात आलेल्या असतात.

या कॅप्सूलची रचना - आकार अंतराळवीरांना सुरक्षित ठेवण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. कॅप्सूलमध्ये हे अंतराळवीर विशिष्ट स्थितीत असणाऱ्या सीट्सवर हार्नेसबांधून बसलेले असतात, त्यामुळे त्यांची पोझिशन बदलत नाही.

या सीट्स G-force म्हणजे Gravitational Force म्हणजे गुरुत्वाकर्षणाच्या ओढीखालीही टिकून राहतील, अशा डिझाईन केलेल्या असतात. शिवाय अंतराळवीरांनी घातलेले स्पेससूट्सही त्यांना बदलत्या वातावरणापासून संरक्षण देतात.

परतीच्या या प्रवासामध्येही अंतराळयानातल्या या व्यक्तींकडे काही गोष्टींचं नियंत्रण असतं. क्रू 9 च्या परतीच्या प्रवासाचं नेतृत्त्व करतील निक हाग. हे अंतराळवीर ग्राऊंड कंट्रोलच्या संपर्कात असतील.

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन)