भारत के पहले चंद्र मिशन की लागत ₹386 करोड़ थी और उस पर नासा का वह उपकरण था जिसने चंद्रमा की सतह पर पानी खोजा

22 अक्टूबर 2008 को 00:52 यूटी पर, यानी भारत में सुबह 6:22 बजे, एक पीएसएलवी-एक्सएल रॉकेट श्रीहरिकोटा से उड़ा, जिसमें चंद्रयान-1 था, देश का चंद्रमा के लिए पहला मिशन। 24 सितंबर 2009 को नासा ने घोषणा की कि बोर्ड पर लगे एक उपकरण ने चंद्रमा की सतह पर पानी और हाइड्रॉक्सिल का पता लगाया है, हाइड्रॉक्सिल यानी एक ऑक्सीजन परमाणु और एक हाइड्रोजन परमाणु का अणु। साइंस पत्रिका में छपे शोधपत्र की अगुवाई ब्राउन यूनिवर्सिटी की कार्ल पीटर्स ने की, 28 सह-लेखकों के साथ।

तब तक ऑर्बिटर लगभग एक महीने से चुप था। दो साल के नियोजित मिशन के लगभग दस महीने बाद इसरो का उससे संपर्क टूट गया था।

ग्यारह उपकरण, पाँच भारतीय

इसरो का मिशन पेज ग्यारह वैज्ञानिक उपकरण गिनाता है, जो भारत, अमेरिका, ब्रिटेन, जर्मनी, स्वीडन और बुल्गारिया में बने थे। पाँच भारतीय थे: टेरेन मैपिंग कैमरा, हाइपर स्पेक्ट्रल इमेजर, लूनर लेज़र रेंजिंग इंस्ट्रूमेंट, हाई एनर्जी एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर और मून इम्पैक्ट प्रोब। बाक़ी छह विदेश से आए। ईएसए के अनुसार यूरोप ने तीन दिए, एक एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर (C1XS), एक कण विश्लेषक (SARA) और एक निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर (SIR-2)। नासा ने मून मिनरलॉजी मैपर दिया, जिसे एम3 कहते हैं, और मिनी-एसएआर नाम का एक रडार। बुल्गारिया ने RADOM दिया, एक विकिरण-मात्रा मॉनिटर।

अंतरिक्ष यान एक घन था, हर तरफ़ 1.5 मीटर, इसरो के रिमोट-सेंसिंग उपग्रहों वाले ही बस पर बना, और प्रक्षेपण के समय उसका वज़न 1,380 किलोग्राम था। विचार पहली बार 1999 में इंडियन एकेडमी ऑफ़ साइंसेज़ की एक बैठक में उठा था, और सरकार ने नवंबर 2003 में मिशन को मंज़ूरी दी, इसरो बताता है। इतनी दूर के मिशन से बात करने का भी एक तरीक़ा चाहिए था। इसरो ने प्रक्षेपण से पहले इंडियन डीप स्पेस नेटवर्क बनाया, बेंगलुरु के पास बयालालु में 32 मीटर और 18 मीटर के डिश के साथ।

लागत ₹386 करोड़ थी। यह आँकड़ा प्रधानमंत्री कार्यालय के राज्य मंत्री पृथ्वीराज चव्हाण ने 18 दिसंबर 2008 को राज्यसभा को लिखित उत्तर में दिया, और उन्होंने कहा कि इसमें डीप स्पेस नेटवर्क शामिल है। एबीसी न्यूज़ ने अगस्त 2009 में इसे $80 मिलियन का अंतरिक्ष यान बताया। इसरो ने छोटे बजट में मंगल और चंद्रमा का काम कैसे किया, यह उसकी किफ़ायती इंजीनियरिंग पर हमारे लेख का विषय है।

धरती छोड़ने में तेरह दिन, ध्रुव से टकराने के लिए एक प्रोब

प्रक्षेपण के बाद 13 दिनों में पाँच इंजन-बर्न ने यान की कक्षा को खींचकर लंबा किया, ईएसए बताता है। 8 नवंबर को एक अंतिम बर्न ने उसे चंद्र कक्षा में डाल दिया, और अगले चार दिनों में वह सतह से लगभग 100 किलोमीटर ऊपर एक ध्रुवीय कक्षा में स्थिर हो गया।

14 नवंबर 2008 को मून इम्पैक्ट प्रोब ऑर्बिटर से अलग हुआ। नासा का मिशन पेज कहता है कि उसने एक छोटा डीऑर्बिट मोटर चलाया, तीन उपकरणों से रीडिंग भेजता हुआ मुक्त रूप से गिरा, और 15:01 यूटी पर दक्षिणी ध्रुव पर शैकलटन क्रेटर के पास टकराया। उपकरण थे एक रडार अल्टीमीटर, एक वीडियो कैमरा और CHASE नाम का मास स्पेक्ट्रोमीटर। प्रेस इन्फ़ॉर्मेशन ब्यूरो का 2008 का उत्तर अवतरण को भारतीय समय के 20:35 पर पूरा हुआ दर्ज करता है।

ईएसए लिखता है कि इस टक्कर ने “आधिकारिक रूप से भारत को चंद्र सतह तक पहुँचने वाला चौथा देश बना दिया।” भारतीय वैज्ञानिकों ने बताया कि CHASE के आँकड़े चंद्रमा के पतले वायुमंडल में पानी की ओर इशारा करते थे। नासा का पेज आगे सत्यापन के बिना उस नतीजे को अनिर्णायक कहता है।

मून मिनरलॉजी मैपर ने क्या देखा

एम3 नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में बना एक अवरक्त इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर था, जिसकी प्रमुख अन्वेषक पीटर्स थीं। वह परावर्तित सूरज की रोशनी को 430 से 3,000 नैनोमीटर की तरंगदैर्घ्यों में बाँटता था, और जेपीएल उसे चंद्रयान-1 पर एक मेहमान उपकरण बताती है। पानी और हाइड्रॉक्सिल लगभग 3 माइक्रोमीटर के पास रोशनी सोखते हैं, इसलिए वे स्पेक्ट्रम में एक गड्ढा छोड़ते हैं।

साइंस का शोधपत्र पूरे चंद्रमा पर 2.8 से 3.0 माइक्रोमीटर के बीच अवशोषण-लक्षण दर्ज करता है। संकेत व्यापक है और ठंडे ऊँचे अक्षांशों में तथा कुछ ताज़ा क्रेटरों में सबसे प्रबल है। नासा कहता है कि अणु मिट्टी की ऊपरी कुछ मिलीमीटर परत में हैं। लेखक सुझाते हैं कि हाइड्रॉक्सिल और पानी अब भी बन रहे हैं और सतह पर टिके रहते हैं, और यह मिट्टी मानव अन्वेषण के लिए वाष्पशील पदार्थों का स्रोत हो सकती है। मानव-सहित चंद्र अन्वेषण नासा की आर्टेमिस उड़ानों पर हमारे लेख का विषय है।

पीटर्स ने पैमाने को ख़ुद समझाया। “जब हम ‘चंद्रमा पर पानी’ कहते हैं, तो हम झीलों, महासागरों या पोखरों तक की बात नहीं कर रहे,” उन्होंने नासा की विज्ञप्ति में कहा।

दो और यान उसी जवाब तक पहुँचे

साइंस के उसी अंक में दो और शोधपत्र छपे, हर एक अलग यान से। अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के रोजर क्लार्क ने नासा के कैसिनी प्रोब की 1999 की एक फ़्लाईबाई के आँकड़ों का दोबारा विश्लेषण किया और सोखे गए पानी से 3 माइक्रोमीटर के पास अवशोषण पाया, जिसका अनुमान 10 से 1,000 पार्ट्स प्रति मिलियन था। मैरीलैंड यूनिवर्सिटी की जेसिका सनशाइन और साथियों ने डीप इम्पैक्ट यान का इस्तेमाल किया, जो EPOXI के रूप में उड़ रहा था और जिसने जून 2009 में चंद्रमा को देखा। उन्होंने पाया कि चंद्र दिवस के एक हिस्से में सतह हाइड्रेटेड थी, और मात्रा वज़न के हिसाब से 0.5 प्रतिशत से कम पानी के अनुरूप थी। हाइड्रेशन एक ही चंद्र दिवस के भीतर तापमान के साथ बढ़ता और घटता था।

नासा की विज्ञप्ति कहती है कि क्लार्क की सीमा के ऊपरी छोर पर, सबसे ऊपरी मिट्टी की परत के एक टन से 32 औंस तक पानी निकल सकता है।

अँधेरे क्रेटरों में बर्फ़

एम3 ने धूप वाली ज़मीन नापी। चंद्रयान-1 के दूसरे उपकरण ने छाया के भीतर देखा। नासा ने 1 मार्च 2010 को घोषणा की कि मिनी-एसएआर, एक हल्के रडार, ने उत्तरी ध्रुव के पास 40 से ज़्यादा छोटे क्रेटर पाए हैं जिनकी रडार छाप बर्फ़ जैसी थी। क्रेटर 2 से 15 किलोमीटर चौड़े हैं, और टीम ने हर क्रेटर में बर्फ़ की मोटाई के आधार पर कम से कम 600 मिलियन मीट्रिक टन पानी की बर्फ़ का अनुमान लगाया। नतीजा जियोफ़िज़िकल रिसर्च लेटर्स में छपा। नासा के जेसन क्रूसन ने इसे “पानी की बर्फ़ का एक सशक्त संकेत” कहा, और विज्ञप्ति ख़ुद कहती है कि जमावों के रडार लक्षण “बर्फ़ जैसे” हैं, जो एक अनुमान है, नमूना नहीं।

ईएसए कहता है कि एम3 के आँकड़ों के बाद के एक पूरे विश्लेषण ने स्थायी रूप से छाया वाले इलाक़ों में कई जगह पानी की बर्फ़ पाई। उसके पीछे का शोधपत्र, ली और साथियों का 2018 में प्रोसीडिंग्स ऑफ़ द नेशनल एकेडमी ऑफ़ साइंसेज़ में, एम3 के कई हज़ार पिक्सलों में खुली बर्फ़ पाता है, हर पिक्सल लगभग 280 मीटर चौड़ा, सब ध्रुवों से 20 डिग्री के भीतर। जिन कोल्ड ट्रैप, यानी बर्फ़ को रोक सकने लायक़ ठंडे स्थायी छायादार टुकड़ों, की उसने जाँच की, उनमें से केवल लगभग 3.5 प्रतिशत में कोई बर्फ़ दिखी।

संपर्क टूटा, 28 अगस्त 2009

इसरो ने मई 2009 में कक्षा को 200 किलोमीटर तक उठाया। नासा का पेज कहता है कि नवंबर 2008 के अंत में असामान्य रूप से ऊँचे तापमान शुरू हुए, और कक्षा में नौ महीने के बाद एक स्टार सेंसर, जिससे यान अपना झुकाव पहचानता है, फ़ेल हो गया। रेडियो संपर्क 28 अगस्त 2009 को 20:00 यूटी पर ख़त्म हुआ, जो भारत में 29 अगस्त की रात 1:30 बजे था। इसरो का पेज 29 अगस्त देता है।

एबीसी न्यूज़ ने इसरो प्रवक्ता एस. सतीश को यह कहते उद्धृत किया कि एजेंसी समस्या खोजने के लिए टेलीमेट्री का अध्ययन कर रही है। इसरो कहता है कि यान चंद्रमा के 3,400 से ज़्यादा चक्कर लगा चुका था। नासा का पेज कहता है कि सबसे संभावित कारण ज़्यादा गरम होने से बिजली-आपूर्ति का फ़ेल होना था। ईएसए और नासा दोनों बताते हैं कि इसरो ने मिशन के कम से कम 95 प्रतिशत उद्देश्य पूरे हुए माने।

एक रडार ने उसे फिर ढूँढ निकाला

जुलाई 2016 में, आख़िरी संपर्क के लगभग सात साल बाद, जेपीएल की मरीना ब्रोज़ोविच ने ज़मीनी रडार से ऑर्बिटर को खोजने का एक परीक्षण चलाया। 2 जुलाई 2016 को कैलिफ़ोर्निया के नासा के 70 मीटर के गोल्डस्टोन डिश ने चंद्रमा के उत्तरी ध्रुव से लगभग 160 किलोमीटर ऊपर के एक बिंदु की ओर माइक्रोवेव भेजे, और वेस्ट वर्जीनिया के 100 मीटर के ग्रीन बैंक टेलीस्कोप ने गूँज सुनी।

चार घंटों में, एक छोटे अंतरिक्ष यान की रडार छाप वाली वस्तु बीम को दो बार पार कर गई, और अंतर चंद्रयान-1 की अपेक्षित कक्षीय अवधि 2 घंटे 8 मिनट से मेल खाता था। जेपीएल के रयान पार्क ने कहा कि 2009 का पुराना कक्षा-अनुमान लगभग 180 डिग्री खिसकाना पड़ा। तीन महीनों में सात और गूँजें सुधारी गई कक्षा से मिलीं, और अरेसिबो ऑब्ज़र्वेटरी ने आगे की जाँच में मदद की। जेपीएल ने नतीजे की घोषणा 9 मार्च 2017 को की और ऑर्बिटर को निष्क्रिय बताया। उसकी अपनी गणनाओं ने यान को सतह से लगभग 200 किलोमीटर ऊपर रखा था।

उसके बाद

इसरो के बाद के चंद्र मिशन सतह तक ही गए। इसरो के अनुसार चंद्रयान-3 ने 23 अगस्त 2023 को लगभग 69.37 डिग्री दक्षिण पर, दक्षिणी ऊँचे अक्षांशों में, सॉफ़्ट लैंडिंग की। उस लैंडिंग के दस दिन बाद, 2 सितंबर 2023 को, एक पीएसएलवी ने आदित्य-एल1 को प्रक्षेपित किया, एक सौर वेधशाला जिसके सात वैज्ञानिक पेलोड, इसरो के अनुसार, उसने और राष्ट्रीय अनुसंधान प्रयोगशालाओं ने विकसित किए, जिनमें बेंगलुरु का इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ़ एस्ट्रोफ़िज़िक्स और पुणे का इंटर यूनिवर्सिटी सेंटर फ़ॉर एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफ़िज़िक्स हैं।